《Android开发艺术探索》读书笔记10.Android的消息机制

从开发的角度来说， Handler是Android消息机制的上层接口，这使得在开发过程中只需要和 Handler交互即可。 Handler并不是专门用于更新UI的，只是常被开发者用来更新UI。
Android的消息机制主要是指 Handler的运行机制， Handler的运行需要底层 MessageQueue和 Looper的支撑。我们经常提到的主线程，也叫UI线程，它就是 ActivityThread， ActivityThread被创建时就会初始化 Looper，这也是在主线程中默认可以使用 Handler的原因。

1. Android的消息机制概述

Handler的主要作用是将一个任务切换到某个指定的线程中去执行。系统之所以提供Handler，主要原因就是为了解决在子线程中无法访问UI的矛盾。系统不允许在子线层中访问UI，是因为Android的UI控件不是线程安全的。

• Handler的工作原理：
  Handler创建时会采用当前线程的Looper来构建内部的消息循环系统，如果当前线程没有Looper，那么就会报错。为当前线程创建Looper即可。
  （如图的工作过程可以理解为：Thread1为A线程，Thread2为B线程，A线程利用B线程创建的Handler给B线程发送消息。）
  

2. Android的消息机制分析

Android的消息机制实际上就是Handler的运行机制。

1. ThreadLocal的工作原理

ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。ThreadLocal的使用场景，一般来说，当某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal；另一个使用场景是复杂逻辑下的对象传递。
在不同线程中访问同一个ThreadLocal的set和get方法，它们对ThreadLocal所做的读/写操作仅限于各自线程的内部，所以ThreadLocal可以在多个线程中互不干扰地存储和修改数据。

2. 消息队列的工作原理

消息队列在Android中指的是MessageQueue，MessageQueue主要包含两个操作：插入和读取。读取操作本身会伴随着删除操作，插入和读取对应的方法分别为enqueueMessage和next，其中enqueueMessage的作用是往消息队列中插入一条消息，而next的作用是从消息队列中取出一条消息并将其从消息队列中移除。

3. Looper的工作原理

Looper在Android的消息机制中扮演着消息循环的角色，具体来说就是它会不停地从MessageQueue中查看是否有新消息，如果有新消息就会立刻处理，否则就一直阻塞在那里。
Handler的工作需要Looper，没有Looper的线程就会报错。通过Looper.prepare()即可为当前线程创建一个Looper，接着通过Looper.loop()来开启消息循环。

4. Handler的工作原理

Handler的工作主要包含消息的发送和接收过程。消息的发送可以通过post的一系列方法以及send的一系列方法来实现，post的一系列方法最终是通过send的一系列方法来实现的。
Handler发送消息的过程仅仅是向消息队列中插入了一条消息，MessageQueue的next方法就会返回这条消息给Looper，Looper收到消息后就开始处理了，最终消息由Looper交由Handler处理，即Handler的dispatchMessage方法会被调用，这时Handler就进入了处理消息的阶段。dispatchMessage的实现如下所示：

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

3. 主线程的消息循环

Android的主线程就是ActivityThread，主线程的入口方法为main，在main方法中系统会通过Looper.prepareMainLooper()来创建主线程的Looper以及MessageQueue，并通过Looper.loop()来开启主线程的消息循环。