一、概念
Android的消息机制主要是指Handler的运行机制以及Handler所附带的MessageQueue和Looper的工作过程。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。
Android中规定访问UI只能在主线程中进行，如果在子线程中访问UI，那么程序就会抛出异常。为什么系统不允许在子线程中访问UI？因为如果在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态，而如果加上锁机制，首先会让UI访问的逻辑变得复杂，其次会降低UI访问的效率，因此最简单且高效的方法就是采用单线程模型来处理UI操作，对于开发者来说也不是很麻烦，只是需要通过Handler切换一下UI访问的执行线程即可。
二、工作流程
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，那么需要为当前线程创建Looper。Handler创建完毕后，其内部的Looper以及MessageQueue就可以和Handler一起协同工作了，然后通过Handler的post方法将一个Runnable投递到Handler内部的Looper中去处理，也可以通过Handler的send方法发送一个消息，这个消息同样会在Looper中去处理。其实post方法最终也是通过send方法来完成的。当Handler的send方法被调用时，它会调用MessageQueue的enqueueMessage方法将这个消息放入消息队列中，然后Looper发现有新消息到来时，就会处理这个消息，最终消息中的Runnable或者Handler的handleMessage方法就会被调用。注意，Looper是运行在创建Handler所在的线程中的，这样一来Handler中的业务逻辑就被切换到创建Handler所在的线程中去执行了。
三、工作原理
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。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，就可以采用ThreadLocal。比如对于Handler来说，它需要获取当前线程的Looper，很显然Looper的作用域就是线程并且不同线程具有不同的Looper，这个时候通过ThreadLocal就可以轻松实现Looper在线程中的存取。
ThreadLocal使用方法如下：
ThreadLocal mThreadLocal = new ThreadLocal<>();
private void testThreadLocal() {
mThreadLocal.set(true);
Log.d(TAG, "zwm, Thread#main, mThreadLocal: " + mThreadLocal.get()); //true
new Thread("Thread#1") {
@Override
public void run() {
mThreadLocal.set(false);
Log.d(TAG, "zwm, Thread#1, mThreadLocal: " + mThreadLocal.get()); //false
}
}.start();
new Thread("Thread#2") {
@Override
public void run() {
Log.d(TAG, "zwm, Thread#2, mThreadLocal: " + mThreadLocal.get()); //null
}
}.start();
}
2.消息队列的工作原理
消息队列在Android中指的是MessageQueue，主要包含两个操作，插入(enqueueMessage)和读取(next)。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，next方法是一个无限循环的方法，如果消息队列中没有消息，那么next方法会一直阻塞。尽管MessageQueue叫消息队列，但是它的内部实现并不是用队列，而是通过一个单链表的数据结构来维护消息列表，单链表在插入和删除上比较有优势。
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。
在子线程中创建Looper方法如下：
new Thread("Thread#2") {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
}.start();
Looper常用方法：
prepare：为当前线程创建一个Looper。
loop：开启消息循环。
prepareMainLooper：给主线程也就是ActivityThread创建Looper。
getMainLooper：可以在任何地方获取到主线程的Looper。
quit：直接退出Looper。
quitSafely：设定一个退出标记，然后把消息队列中的已有消息处理完毕后才安全退出。
Looper的loop方法是一个死循环，它会调用MessageQueue的next方法来获取新消息，而next是一个阻塞操作，当没有消息时，next方法会一直阻塞，这也会导致loop方法一直阻塞。如果MessageQueue的next方法返回了新消息，Looper就会处理这条消息，调用msg.target.dispatchMessage(msg)，这里的msg.target就是发送这条消息的Handler对象，这样Handler发送的消息最终又交给它的dispatchMessage方法来处理了，但是这里不同的是，Handler的dispatchMessage方法是在创建Handler时所使用的Looper中执行的，这样就成功地将代码逻辑切换到指定的线程中去执行了。
当Looper的quit方法被调用时，Looper就会调用MessageQueue的quit或者quitSafely方法来通知消息队列退出，当消息队列被标记为退出状态时，它的next方法就会返回null，这时Looper的loop方法就会跳出死循环，即Looper退出。Looper退出后，通过Handler发送的消息会失败，这个时候Handler的send方法会返回false。在子线程中，如果手动为其创建了Looper，那么在所有的事情完成以后应该调用quit方法来终止消息循环，否则这个子线程就会一直处于等待的状态，而如果退出Looper以后，这个线程就会立刻终止，因此建议在不需要的时候终止Looper。
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。
public void dispatchMessage(Message msg) {
if(msg.callback != null) { //Runnable对象，实际上就是Handler的post方法所传递的Runnable参数
handleCallback(msg);
} else {
if(mCallback != null) { //Callback接口，创建Handler所传递的参数，Handler handler = new Handler(callback)
if(mCallback.handleMessage(msg)) { //Callback的handleMessage方法
return;
}
}
handleMessage(msg); //Handler的handleMessage方法
}
}
Handler的常用构造方法如下：
public Handler() //使用当前线程的Looper
public Handler(Looper looper) //使用特定的Looper
public Handler(Callback callback) //使用Callback接口，不需要派生Handler的子类
//在日常开发中，创建Handler最常见的方式就是派生一个Handler的子类并重写其handleMessage方法来处理具体的消息，
//而Callback给我们提供了另外一种使用Handler的方式，当我们不想派生子类时，就可以通过Callback来实现。
四、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。
主线程的消息循环开始了以后，ActivityThread还需要一个Handler来和消息队列进行交互，这个Handler就是ActivityThread.H，它内部定义了一组消息类型，主要包含了四大组件的启动和停止等过程。
ActivityThread通过ApplicationThread和AMS进行进程间通信，AMS以进程间通信的方式完成ActivityThread的请求后会回调ApplicationThread中的Binder方法，然后ApplicationThread会向H发送消息，H收到消息后会将ApplicationThread中的逻辑切换到ActivityThread中去执行，即切换到主线程中去执行，这个过程就是主线程的消息循环模型。