本文内容基于Android 27的源码，并参考了Gityuan大神的文章http://gityuan.com/2015/12/26/handler-message-framework/。同时，这篇文章算是个人对消息机制的知识点的笔记记录，所以更多的是站在自己的角度来分析问题。
对于Android系统来说，Binder和Handler是两大利剑，分别实现了进程间和线程间的通讯。Android的消息机制，主要包括Hander,Looper,Message和MessageQueue四个数据类型，但从概念上讲，核心是线程和消息队列，一切操作围绕某个线程和它对应的消息队列展开，Handler,Looper,MessageQueue这三个类都会和同一个线程绑定。主要原理为通过Threadlocal让每个线程具备了一个消息队列，消息队列一方面作为存储消息的数据结构，另一方面负责消息具体的入列，出列，阻塞等核心操作；而Handler负责将消息发送到相应线程的消息队列中，并对出列的消息进行处理；而Looper则通过循环，不断的尝试获取消息并对获取到的消息进行分发，交给消息对应的target(Handler)来处理，然后在消息处理完毕后进行回收，回收到消息池中。
所以通过消息机制，可以实现线程间的通信，进行数据的传递；也可以作为线程间通信的协议，让一个线程通知另一个线程执行某段业务逻辑。同时，也可以实现线程切换，执行延迟，循环执行的操作。接下来我们分别对各个类来进行分析。
一:Handler
Handler是消息机制中我们接触最多的类，可以理解为消息机制的调度器。它会和某个线程及相应的消息队列绑定在一起，负责向这个线程的消息队列里发送消息，并对出列的消息进行处理。和哪个线程绑定在一起，就会向哪个线程的消息队列里发送消息，同时处理消息的代码也就在哪个线程里执行，但是可以从其他任意一个线程向该线程发送消息。里面的方法按照作用可以分为5个方面:构造函数，获取消息对象，发送消息，处理消息和删除消息。Handler可以理解为一个辅助类，主要是为了方便我们使用，主要的操作内部都交给了Message和MessageQueue来执行。
1）构造函数
Handler的构造函数根据带不带Looper参数，可以分为两类:
不带Looper的:
通过这个构造函数构造的Handler对象，会和当前线程的Looper和MessageQueue绑定在一起，如果当前线程没有Looper，则会抛异常。并由参数async来决定当前Handler对象发送的消息是异步的还是同步的。
带Looper的构造函数:
通过这个构造函数构造的Handler对象，会和指定的Looper绑定在一起，也就是和Looper 对应的线程绑定在一起，而这个线程也不一定是当前代码所在的线程。这个构造函数的主要使用场景是，像网络，图片加载等框架，都会通过一个和主线程Looper绑定的Handler对象来发送消息，实现线程的切换.
2)获取Message对象相关函数
Message内部有一个sPool的静态字段和next指针，通过单链表的方式在整个应用内部维护了一个消息池。并且不建议我们直接new Message 的对象(虽然Message构造函数是public)，而是从这个消息池里取可复用的对象。
Message提供了一系列的obtainMessage的函数，同样Handler也提供了一系列类似的函数。内部也是调用了Message的相关函数，不一样的地方在于将Message的target指向了自己.
3）发送消息的相关函数
Handler只能发送普通的消息，同步异步均可，包括Runable和Message,这两个最终都会封装成Message对象，Runable会通过getPostMessage函数转换为Message对象，区别在于callBack字段是不是null。由对应的postxxx()和sendxxx()函数来负责发送,可以马上执行，延迟执行以及在特定时间执行.其中包括一个empty Message,也就是只包含what字段的消息.
这些函数会返回一个boolean,如果成功发送到了对应的队列里，返回true,否则，返回false.返回false 一般是因为Looper和MessageQueue已经退出了.而这些函数最终会调用enqueueMessage函数.
将target指向自己，如果当前Hander异步，则所有的消息全部异步，否则就忽略不管了，由对应的MessageQueue完成入列操作.
4)删除消息的函数
Handler还有可以删除消息的函数：removeMessages,removeCallbacksAndMessages等，以及判断是否包含某个消息的函数，比如hasMessages(int what),hasMessages(int what, Object object)等，具体的都交给了MessageQueue来完成。
5）处理消息的函数
Handler另一个重要的函数是处理消息，当消息出列的时候由Looper完成分发，交给对应的target(Handler)的dispatchMessage函数来处理，并且在Handler对应的Looper所在的线程执行。
处理逻辑是:首先判断消息的callback是不是null,不为null,意味着是一个Runable,然后调用对应的run函数。否则，在Handler的callback不为null的情况下，交由callback的handleMessage来处理。同时，这个callback可以控制这个消息还要不要继续分发，所以可以利用callback来做一些类似于拦截,hook等操作。最后，交由Handler自己的handleMessage函数来处理.所以，大多数都会对Handler的handleMessage函数重写，然后使用自己的业务逻辑。
二:Looper
Android的消息机制，从概念上来讲，核心是围绕消息队列展开的。通过ThreadLocal，让每个Thread具备一个消息队列，然后才展开对消息队列相关的操作处理。而源码中，消息队列是通过Looper来添加的。具体样本代码为:
Looper一方面让某个线程具备了和它一对一的Looper和MessageQueue对象，另一方面对这个MessageQueue轮询，不断的尝试从里面获取消息，获取到了之后进行分发和回收，而这些操作都在这个线程中执行。重要的函数主要由:
1)Looper().prepare()
通过prepare()，给当前的线程设置Looper。并在构造Looper对象时，构造对应的MessageQueue对象。并且，同一个线程，prepare()函数不可以调用多次，否则抛异常.
同时，Looper的构造函数里可以指定是否允许退出，进而确定MessageQueue可否退出。我们调用prepare()函数都是可以退出的，但是主线程的是不允许退出的.
2)Looper.loop()
loop()是Looper最重要的函数，它内部通过循环，不断的调用对应的MessageQueue的next()函数来获取消息，这个函数可能会阻塞。如果next()返回了null,意味着这个Looper和MessageQueue可以退出了，那么就会退出loop()函数。当获取到message之后，调用target.dispatchMessage(msg)来分发并处理消息，并在处理完毕后通过recycleUnchecked()来回收，具体的流程可以参考Gityuan大神的这张简图
Looper中除了prepare()和loop()这两个重要函数外，还有几个常用的函数:
myLooper()----得到当前线程的Looper
getMainLooper---得到主线程的Looper
myQueue()----得到当前线程的MessageQueue
quit()/quitSafely---退出，具体的可见MessageQueue的讲解.
至此，Handler和Looper的细节总结完了，可以看出Handler和Looper更像是辅助类，帮助我们使用消息机制的内容，真正核心的内容还是交由Message和MessageQueue来完成。
三:Message
Message，消息，它的作用可以从两方面来理解，一方面可以理解为携带任意数据信息的对象，在线程建进行数据/消息传递；另一方面，可以理解为线程间通信的协议，将协议的关键信息封装到Message对象中，另外一个Thread接收到了之后进行解析，然后执行相应的业务逻辑。Message既可以像我们敲代码一样软件发送，也可以像触摸事件那样通过硬件发送。分为普通消息和屏障消息，屏障消息不能通过Handler来发送，它没有target，不用处理，只是类似于栅栏拦截，需要通过MessageQueue来发送，但是函数隐藏，主要是系统使用。而普通消息既包括异步消息和同步消息，又可分为Runable和Message。异步消息主要针对屏障消息的，如果队列中出现了屏障消息，并且还是头元素，那么它就会像栅栏一样拦截，导致之后的同步消息没有办法分发处理，但是异步消息不受到这个限制，依然可以分发被处理。
1)数据信息
Message通过几个字段来包含数据信息，这些信息可以分为两种，一种是标识Message，另一种用于携带各种信息的。
标识字段:what。int类型，方便接收方来区别Message.同时，一个Empty Message就是只包括这个字段
信息字段:arg1,arg2,obj,data。前面两个arg用于携带简单的int数据，后面两个用于复杂数据。
除此之外，还有when,target,next,callback等字段。分表代表消息的时间，Handler,下一个指针(单链表)以及是不是Runable.
2）重要函数
Message中重要的函数就是Message 对象的获取和回收。
获取对象:
Message内部有一些列的obtainMessage函数，不同的函数对不同的Message 字段来赋值.最根本还是obtain()函数
前面我们说过，Message的sPool字段代表一个由单链表实现的消息池。当消息池里有可使用的Message对象的时候，直接拿过来使用，并把sPool指向下一个指针next。同时会把flags的in-use状态清除。如果没有，则new一个新的.
回收对象
Looper的loop()函数会在消息被处理完毕后，通过recycleUnChecked()函数来回收这个消息对象
recycleUnchecked()函数一方面将flag设置为in-use状态，并且把其他的字段清空，另一方面，在sPool还没有满的情况下，sPool最多为MAX_POOL_SIZE 50个，将该消息对象添加到消息池中，并称为消息池的头元素。处于in-use状态的Message是没办法通过recycle()来回收的，当消息入列或者分发的过程中都是这个状态。
其中的gCheckRecycle，在Android 5.0之后为true，所以会抛异常.
四:MessageQueue
接下来，我们涉及到了消息机制的核心消息队列MessageQueue。MessageQueue虽然翻译过来是队列，但数据结构是单链表,以mMessages作为头元素，Message的next为下一个指针。它负责完成消息机制的核心操作，包括消息入列，出列，删除消息，是否包含某个消息以及退出等。MessageQueue里面包含几个native函数，负责核心工作。而MessageQueue可以理解为消息机制Java层和C++层的连接桥梁，并通过这些native函数实现了消息队列的阻塞和唤醒。
1)next()
next()函数的代码100多行，截图不方便，就不截整体的图片了，我们一点点的分析。
首先，mPtr是个int类型的字段,和native函数交互时用的，当为0时，意味着消息队列退出并且被dispose了。
next()函数在Looper.loop()中被调用，尝试从队列里获取消息。这个函数要么返回null,代表退出了；要么返回某个Message对象。否则就会阻塞。它内部也有一个for循环。
nativePoolOnce是阻塞操作，nextPollTimeoutMillis代表阻塞的时间，-1可以理解为一直阻塞下去，直到手动唤醒。当队列中无消息，或者头元素为屏障消息，而队列中没有异步消息的时候，会设置为-1。刚开始nextPollTimeoutMillis为0，可以继续向下走。
首先考虑的是如果当前队列不为空，并且头元素是一个屏障消息，接下来就试着查找异步消息，直到找到或者msg==null。因为屏障消息会阻碍同步消息的分发处理，但异步消息不受限制。
msg就是从队列中拿到的下一个message，并且没有考虑执行时间的因素。如果为null，会有两种情况：一是当前的队列是空的，二是队列不为空，但头元素是一个屏障消息，并且队列内部没有异步消息。这两种情况下，nextPollTimeoutMillis都会设置为-1，然后一直阻塞下去，等待唤醒。
如果msg不为null，当然这个msg也有可能是异步消息。然后拿该消息的执行时间和当前的时间now对比，如果不可以执行，就把nextPollTimeoutMillis设置为下一次可以执行的时间间隔。如果可以执行，mBlocked设置为false，message标记为in-use,并返回，next函数结束.否则，函数继续向下执行。
next函数继续向下执行，意味着当前队列要么没有message可返回，要么还没有到头元素的执行时间，不管怎样，都会有阻塞。如果mQuitting=true,则直接dispose,并返回null，结束退出。否则根据pendingIdleHandlerCount，来决定要不要执行IdleHandler。IdleHandler在每一次next函数调用中只会执行一次，因为只有刚开始调用会设置为-1，执行完毕了就设置为0了，即便mIdleHandlers有元素，也只能等着下一次next的时候在执行。这里我们重点关注mBlocked的设置，因为这个字段在enqueueMessage()中很重要，决定了要不要唤醒。关键在于这几行代码：
next函数执行到这里，就代表队列肯定是要阻塞的，原因有三个：队列为空；头元素为屏障消息,但队列中没有异步消息；头元素消息的执行时间还没到。不管因为什么，既然阻塞，mBlocked肯定会被设置为true，而设置的过程又会取决于mIdleHandlers。如果mIdleHandlers为空，则mBlocked直接设置为true，然后继续循环，并通过nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)来阻塞，其中nextPollTimeoutMillis为-1或者具体的超时时间。如果mIdleHandlers不为空，则会跳过mBlocked的设置，执行mIdleHandlers，并把pendingIdleHandlerCount和nextPollTimeoutMillis设置为0，然后开始下一次循环。而下一次循环还是没有消息，还是会执行到这里，由于pendingIdleHandlerCount=0，就会直接把mBlocked设置为true，然后继续循环，再次通过nativePollOnce函数来阻塞。
也就是说，因为上面的三个原因会导致next函数的阻塞，并且mBlocked也会是true。但即便如此，这三个原因并不是完全都需要唤醒，其中因为执行时间没到的原因而阻塞时，就可以不唤醒，等超时时间到了就好。但另外两种情况，就需要唤醒，这个在enqueueMessage()添加消息时会有体现。
2）enqueueMessage()
刚才分析了从MessageQueue中获取Message,接下来分析向MessageQueue中添加Message对象，具体细节为:
首先，这个函数只能添加普通的消息，也就是带target 的消息，在Handler的sendMessage等函数中被调用。屏障消息不能通过这种方式来添加。并且该Message对象不能处于in-use状态，所以Message.obtain()会把in-use状态清除。
如果当前的消息队列已退出，直接回收消息，并返回false,所以对应的Hander.sentMessage等函数也会返回false.
然后将该Message标记为in-use,并设置when字段。接下来的if判断条件代表了三种情况:
p==null:当前的消息队列是空的
when==0:代表这个Message需要马上执行，这也是Handler.sendMessageAtFrontOfQueue()函数的实现方式
when 这三种情况下，直接添加进来，并设置为链表的头元素。同时，将mBlocked赋值给needWake，确保当队列为空时，我们添加消息后将队列唤醒。MessageQueue按照消息的执行时间来存储元素，时间一样的按照添加顺序.因为它只判断了when 其他的情况都会走else的逻辑.通过for循环，根据执行时间找到对应的位置插入。这里需要注意的是needWake，因为它决定了到底要不要调用nativeWake()函数。 分析next()函数的时候我们了解到，当消息队列为空或者头元素为屏障消息但是队列中无异步消息时，添加消息的时候需要唤醒队列。这两种情况下的mBlocked也肯定为true，队列为空的时候已经在if语句后的代码中解决了，而针对第二种情况这里也做了判断：如果添加的消息是异步消息，而且是第一个异步消息，那么needWake就会为true，从而通过nativeWake来唤醒。 至此，消息队列中最重要的两个函数也分析完了，接下来在分析其他的几个重要的函数。 3）退出 分析Looper的时候看到Looper有两个退出函数：quit()和quitSafely()，一个不安全的一个安全的。两个函数都会导致后续的添加消息失败以及loop()的退出。不安全的删除是把所有的消息全部删除，安全的删除是指可以执行的消息不会删除，没到执行时间的消息会被删除。两个函数内部都交由MessageQueue的quit(boolean safe)完成，安全不安全有参数safe决定. 首先，不允许退出的话，调用这个函数是会抛异常的，然后将mQuitting设置为true。根据safe来分别调用removeAllFutureMessagesLocked和removeAllMessagesLocked。首先来看不安全的删除removeAllMessagesLocked removeAllMessagesLocked函数逻辑很简单，把链表中的所有元素全部清空，并回收。再看removeAllFutureMessagesLocked 首先判断头元素的执行时间到没到，如果没到，直接走全部删除的逻辑。如果到了，那就从头元素开始遍历，直至找到空元素或者执行时间还没到的元素，这些元素都保留。如果找到了执行时间还没到的消息，那它之后的消息也都是不可执行的，那么就从这个消息开始，将其后的消息全部回收。 4）屏障消息的发送和删除 MessageQueue还有postSyncBarrier和removeSyncBarrier来发送和删除屏障消息。但一般我们开发中涉及不到屏障消息，而且这两个函数还是隐藏的，大多数都是系统发送的消息，比如ViewRootImpl.scheduleTraversals的时候，会发送屏障消息。 屏障消息不能通过Handler来发送，它没有target。它起到了屏障，栅栏的作用，对某个线程的消息队列内的同步消息起到了拦截的作用，等完成了特定的业务逻辑，将屏障消息删除了之后，队列中的同步消息才可以继续执行，异步消息不受此限制。所以屏障消息使用完了之后得通过removeSyncBarrier(int token)来删除，其中的token参数就是postSyncBarrier返回的。 除此之外，MessageQueue内部还有上面这几个函数，用于判断是否包含某个消息，以及删除消息，实现比较简单，这里就不分析了。 以上就是Android Handler消息机制的原理细节，因为本人水平有限，所以只涉及到了java层的细节，如有错误，欢迎批评指正。 参考文章：http://gityuan.com/2015/12/26/handler-message-framework/