问题：
1：为什么在子线程中需要维护Looper？
2：Handler、MessageQueue、Looper、Thread相互有什么依赖关系？
3：为什么用ThreadLocal来设置Looper和Thread的对应关系？
为什么在主线程中可以直接New Handler，而在子线程中需要Looper.prepare() ？
首先，主线程中不是Handler不需要维护Looper，而是Android系统在ActivityThread中已经为开发者维护了一个Looper，在程序入口ActivityThread的main方法里面我们可以找到：
android.app.ActivityThread.java
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper();
...
Looper.loop();
...
}
我们从最开始的Looper进行分析:
android.os.Looper.java
public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;
//确保此线程的标识是本地进程的标识，并跟踪该标识实际上是什么。
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
//死循环
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
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
final Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
final long traceTag = me.mTraceTag;
if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
}
try {
//这里的target是发送消息的Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
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);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
这里sThreadLocal.get()这个方法获取的是当前的线程所对应的线程局部变量，在ThreadLocal类中有一个ThreadLocalMap，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。
而sThreadLocal.set(Looper)用于设置当前线程的线程局部变量的值。所以Thread与Looper是在ThreadLocalMap以键值对的方式一一对应的。
当Looper执行prepare向ThreadLocalMap设置value时，会在创建Looper的同时创建一个消息队列MessageQueue。而Looper的loop()方法其实就是一个死循环中MessageQueue.next()不断从消息队列拿消息的过程。
那么Handler呢？
android.os.Handler.java
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
//获取当前的loop，如果为空就抛出异常
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
//消息队列 ，其实是一个链表，是从前面获取的mLooper中获取的
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
//将消息加入消息队列
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
//enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this，如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给
//msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息，也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的
//enqueueMessage的方法，也就是说handler发出的消息，最终会保存到消息队列中去。
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
总结一下
1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。
2、Looper.loop()会让当前线程进入一个死循环，不断从MessageQueue的实例中读取消息，然后调用msg.target.despatchMess-
age(msg)方法。
3、Handler的构造方法，会得到当前线程中保存的Looper对象，与Looper实例中的MessageQueue相关联。
4、Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。
5、在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。
最后，为什么用ThreadLocal来设置Looper和Thread的对应关系呢？
在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。