Android线程间通信机制

当Android应用程序运行时，一个主线程被创建(也称作UI线程)，此线程主要负责处理UI相关的事件，由于Android采用UI单线程模型，所以只能在主线程中对UI元素进行操作，如果在非UI线程直接对UI进行了操作，则会报错，另外，对于运算量较大的操作和IO操作，我们需要新开线程来处理这些工作，以免阻塞UI线程，子线程与主线程之间是怎样进行通信的呢？此时就要采用消息循环机制(Looper)与Handler进行处理。

Looper

在Looper中，维持一个Thread对象以及MessageQueue，通过Looper的构造函数我们可以知道:

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);//传入的参数代表这个Queue是否能够被退出
        mThread = Thread.currentThread();
    }

Looper在构造函数里干了两件事情：
1. 将线程对象指向了创建Looper的线程
2. 创建了一个新的MessageQueue

分析完构造函数之后，接下来我们主要分析两个方法:
1. looper.loop()
2. looper.prepare()

looper.loop()（在当前线程启动一个Message loop机制，此段代码将直接分析出Looper、Handler、Message、MessageQueue的关系）

 public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();//获得当前线程绑定的Looper
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;//获得与Looper绑定的MessageQueue

        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
        // and keep track of what that identity token actually is.
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

        //进入死循环，不断地去取对象，分发对象到Handler中消费
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // 不断的取下一个Message对象，在这里可能会造成堵塞。
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }

            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
            Printer logging = me.mLogging;
            if (logging != null) {
                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                        msg.callback + ": " + msg.what);
            }

            //在这里，开始分发Message了
            //至于这个target是神马？什么时候被赋值的？ 
            //我们一会分析Handler的时候就会讲到
            msg.target.dispatchMessage(msg);

            if (logging != null) {
                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
            }

            // Make sure that during the course of dispatching the
            // identity of the thread wasn't corrupted.
            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
            if (ident != newIdent) {
                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
                        + msg.target.getClass().getName() + " "
                        + msg.callback + " what=" + msg.what);
            }

            //当分发完Message之后，当然要标记将该Message标记为 *正在使用* 啦
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

分析了上面的源代码，我们可以意识到，最重要的方法是：
1. queue.next()
2. msg.target.dispatchMessage(msg)
3. msg.recycleUnchecked()

其实Looper中最重要的部分都是由Message、MessageQueue组成的有木有！这段最重要的代码中涉及到了四个对象,他们与彼此的关系如下：
1. MessageQueue：装食物的容器
2. Message：被装的食物
3. Handler（msg.target实际上就是Handler）：食物的消费者
4. Looper：负责分发食物的人

looper.prepare()（在当前线程关联一个Looper对象）

 private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        //在当前线程绑定一个Looper
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

以上代码只做了两件事情：
1. 判断当前线程有木有Looper，如果有则抛出异常（在这里我们就可以知道，Android规定一个线程只能够拥有一个与自己关联的Looper）。
2. 如果没有的话，那么就设置一个新的Looper到当前线程。

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Handler

由于我们使用Handler的通常性的第一步是:

 Handler handler = new Handler(){
        //你们有没有很好奇这个方法是在哪里被回调的？
        //我也是！所以接下来会分析到哟！
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            //Handler your Message
        }
    };

所以我们先来分析Handler的构造方法

//空参数的构造方法与之对应，这里只给出主要的代码，具体大家可以到源码中查看
public Handler(Callback callback, boolean async) {
        //打印内存泄露提醒log
        ....

        //获取与创建Handler线程绑定的Looper
        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        //获取与Looper绑定的MessageQueue
        //因为一个Looper就只有一个MessageQueue，也就是与当前线程绑定的MessageQueue
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;

    }

带上问题：
1. Looper.loop()死循环中的msg.target是什么时候被赋值的？
2. handler.handleMessage(msg)在什么时候被回调的？

A1：Looper.loop()死循环中的msg.target是什么时候被赋值的？

要分析这个问题，很自然的我们想到从发送消息开始，无论是handler.sendMessage(msg)还是handler.sendEmptyMessage(what)，我们最终都可以追溯到以下方法

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        //引用Handler中的MessageQueue
        //这个MessageQueue就是创建Looper时被创建的MessageQueue
        MessageQueue queue = mQueue;

        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        //将新来的Message加入到MessageQueue中
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

我们接下来分析enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis):

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //显而易见，大写加粗的赋值啊！
        **msg.target = this;**
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

A2：handler.handleMessage(msg)在什么时候被回调的？

通过以上的分析，我们很明确的知道Message中的target是在什么时候被赋值的了，我们先来分析在Looper.loop()中出现过的过的dispatchMessage(msg)方法

public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            //看到这个大写加粗的方法调用没！
            **handleMessage(msg);**
        }
    }

加上以上分析，我们将之前分析结果串起来，就可以知道了某些东西：
Looper.loop()不断地获取MessageQueue中的Message，然后调用与Message绑定的Handler对象的dispatchMessage方法，最后，我们看到了handleMessage就在dispatchMessage方法里被调用的。

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通过以上的分析，我们可以很清晰的知道Handler、Looper、Message、MessageQueue这四者的关系以及如何合作的了。

总结：

当我们调用handler.sendMessage(msg)方法发送一个Message时，实际上这个Message是发送到与当前线程绑定的一个MessageQueue中，然后与当前线程绑定的Looper将会不断的从MessageQueue中取出新的Message，调用msg.target.dispathMessage(msg)方法将消息分发到与Message绑定的handler.handleMessage()方法中。

一个Thread对应多个Handler
一个Thread对应一个Looper和MessageQueue，Handler与Thread共享Looper和MessageQueue。
Message只是消息的载体，将会被发送到与线程绑定的唯一的MessageQueue中，并且被与线程绑定的唯一的Looper分发，被与其自身绑定的Handler消费。