Android Handler机制，如何学习阅读Handler源码，最简单的方式一步一步开始了解其原理
相信关于解释Handler的运行机制和源码分析的文章有很多，但可能大部分文章虽然写得不错，但如果对于新手想了解Handler的人群, 来说就算看了也很难理解。 自己以前曾很多次尝试阅读Handler的源码，但发现读着读着就越来越绕的感觉，觉得很大原因就在于阅读源码的顺序不对，以及容易被无关代码带偏了，在这里记录下如何学习阅读Handler源码。
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阅读源码前，首先要知道Handler的使用方式
相信大家都知道Handler是用于线程间消息通信的，使用方法也比较简单，主线程声明一个Handler，重写其handleMessage方法接收Message消息，然后子线程创建Message对象包装发送的数据，然后发送给handler 。
下面是最简单的Handler使用 :
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
//定义一个Handler接收子线程消息
private Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
//这里拿到接收到的Message
Log.d("TAG", "--msg-- obj:" + msg.obj.toString() + " what:" + msg.what);
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//启用子线程给主线程发送一条消息
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//创建一个Message包装数据,发送给Handler
Message message = Message.obtain();
message.obj = "子线程的消息";
message.what = 1;
handler.sendMessage(message);
}
}).start();
}
}
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然后更深一层的去了解Handler是怎样将子线程的数据发送给主线程的，也就是常说的Handler机制
Handler机制应该是面试经常问到的一部分，想当年刚入行面试的时候被问到这个问题，都是把下面这张图用文字描述下，如果面试官不继续深入问的话都基本可以蒙混过关了。
这是网上找的一个Handler机制图，可以看到它的运行机制有熟悉的Handler和Message对象，也有代码中没看到过的 Looper和MessageQueue对象。因此整个Handler运行,涉及到比较重要的几个类就是：
Handler 、Looper 、MessageQueue 、Message 以及还有一个比较关键的角色 ThreadLocal
Message ：可以理解为一个JavaBean类，封装了消息的各种数据参数
MessageQueue ：消息队列，按照链表结构来存放 Message
Looper ：每个线程只能拥有一个Looper ，且每个Looper持有一个MessageQueue ，通过自身的loop()方法负责不断的取出 MessageQueue 的 Message 数据并发送给 Handler的handleMessage() 方法处理。
Handler ：负责将 Message 插入到Handler对象所在线程的MessageQueue ，以及接收Looper回传来的消息
ThreadLocal ：线程内部的存储类，类似HashMap一样通过Key-Value存储数据，只不过当前线程存储的数据在另一个线程是取不到的，数据是每个线程独立的。
简单概括一下这个流程图， 就是主线程当创建一个Handler对象，默认绑定了一个Looper 对象，Looper对象拥有一个MessageQueue负责存放Handler的sendMessage()方法发送过来的数据，通过Looper 的 loop()方法不断地从MessageQueue取出Message交给Handler的handleMessage()进行处理。
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带着问题深入探究源码，第一步要先了解主线程的 Looper 是什么时候创建的？
一个APP启动首先是先走 ActivityThread.java 的 main方法，ActivityThread就是相当于我们所说的主线程或UI线程，但实际上它并不是继承Thread。来看程序从一开始运行都做了哪些有关Handler相关的东西。下面是源码部分流程图：
可以看到分析的第一波就这么简单几行代码。
首先在main方法中，我们可以看到最先调用的与Handler有关的方法是 Looper.prepareMainLooper() , 跟踪代码的流程可看到调用链 prepareMainLooper() --> prepare(false) --> sThreadLocal.set( new Looper(quitAllowed) ) ;
---> sMainLooper = myLooper() --> sThreadLocal.get() ;
上面分析得出 App 一启动时则在主线程中创建了一个新的 Looper 对象 。 这里Looper 使用到了 ThreadLocal 作为数据存储类，存储的是当前线程对应的Looper对象。上面解释了这个ThreadLocal 这个类是类似Hashmap Key-Value的方式进行存储的，而且数据是线程独立的。 ThreadLocal.set（value）方法默认使用当前线程作为Key存储value，ThreadLocal.get()方法默认取出的是Key为当前线程的value ，如果当前线程没有数据取出则为null .
Looper 声明了一个全局唯一的ThreadLocal
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继续再看 Handler 是怎样与主线线程的Looper之间进行关联的？
理解了上面所说的Looper是程序一启动就已经在主线程存在后，再来分析下我们上面一开始写的代码中的 new Handler() 对象时，其构造方法都做了什么事。
上面调用链看到Handler构造方法里，调用了 Looper.myLooper() , 再调用了 sThreadLocal.get() 查找当前线程有没有Looper , 由于当前Handler 是在MainActivity主线程创建的， Looper.myLooper() 拿到的也是主线程的Looper引用，这样就了解了Handler和Looper之间是如何关联的了。
分析到这里后，也大概就知道了为什么子线程不能直接创建Handler了吧
看了上面Looper 和 Handler 的源码后，我们知道Looper中的ThreadLocal集合里只保存了一个主线程的Looper对象；如果Handler是在子线程创建的，它构造方法的Looper.myLooper() 取出的也就是子线程的Looper对象，但子线程默认是没有Looper所以拿到就为null，Handler构造方法里就对取出的mLooper判空操作，如果null就直接丢个异常。这就是为啥不能直接在子线程创建Handler的原因了。
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最后研究 Handler 如何发送消息以及接收消息的
我们都知道，Handler是通过重写它的handleMessage(Message msg)方法接收消息的； 其他线程通过拿到Handler的引用调用它的sendMessage()方法发送消息的。
从上面第二部分的Handler机制流程图可以看到，Handler 的sendMessage()发送消息是直接把消息发送到Looper内部的消息队列MessageQueue , Looper通过 loop() 方法把队列中的消息取出返回给 Handler 的 handleMessage(Message msg)方法。
下面截取了Handler 的sendMessage() 方法跟踪源码的关键部分，首先研究下Handler 是如何发送消息的：
虽然这流程图看上去有点复杂，但认真看下其实是非常简单的。我们从 MainActivity 子线程调用 handler.sendMessage() 方法开始，跟踪进去发现Handler最后调用了是MessageQueue的 enqueueMessage(Message msg, long when) 方法 ,并把 msg 保存到MessageQueue的一个全局变量mMessages中 。
然后继续看Handler重写的handleMessage(Message msg) 是如何接收到消息的
从第二部分的Handler机制图可以知道Looper是通过loop()方法不断的取消息出来，而App启动时则会在ActivityThread中 调用Looper.loop()不断的取出数据。可以跟踪到 loop() 方法可以看到有个死循环一直在调用MessageQueue.next()取出数据，然后将取出的数据通过dispatchMessage(msg) 回调 Handler 的 handleMessage (Message msg) 方法，因此子类通过重写这个方法则能拿到传过来的Message方法。
以上就是Handler机制大概的一个流程分析，这里我尽量站在刚接触Handler源码的人员角度来梳理分析源码的顺序，尽量以最简单的方式解释，所以很多深入的部分如Looper那些死循环为啥不会导致主线程卡死以及本地方法的epoll机制那些省略了。