10.1 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的使用过程很简单，通过它可以轻松地将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行。

有时候需要在子线程中进行耗时的IO操作，可能是读取文件或者访问网络等，当耗时操作完成以后可能需要在UI上做一些改变，由于Android开发规范的限制，我们并不能在子线程中访问UI控件，否则就会触发程序异常，这个时候通过Handler就可以将更新UI的操作切换到主线程中执行。

Android的消息机制主要是指Handler的运行机制，Handler的运行需要底层的MessageQueue和Looper的支撑。MessageQueue的中文翻译是消息队列，它的内部存储了一组消息，以队列的形式对外提供插入和删除的工作。虽然叫消息队列，但是它的内部存储结构并不是真正的队列，而是采用单链表的数据结构来存储消息列表。

Looper的中文翻译为循环，在这里可以理解为消息循环。由于MessageQueue只是一个消息的存储单元，它不能去处理消息，而Looper就填补了这个功能，Looper会以无限循环的形式去查找是否有新消息，如果有的话就处理消息，否则就一直等待着。Looper中还有一个特殊的概念，那就是ThreadLocal，ThreadLocal并不是线程，它的作用是可以在每个线程中存储数据。我们知道，Handler创建的时候会采用当前线程的Looper来构造消息循环系统，那么Handler内部如何获取到当前线程的Looper呢？这就要使用ThreadLocal了，ThreadLocal可以在不同的线程中互不干扰地存储并提供数据，通过ThreadLocal可以轻松获取每个线程的Looper。当然需要注意的是，线程是默认没有Looper的，如果需要使用Handler就必须为线程创建Looper，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。

10.1 Android的消息机制概述

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，这三者实际上是一个整体，只不过我们在开发过程中比较多地接触到Handler而已。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。ViewRootImpl对UI操作做了验证，这个验证工作是由ViewRootImpl的checkThread方法来完成的。

void checkThread() {
    if (mThread != Thread.currentThread()) {
        throw new CalledFromWrongThreadException(
                "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
    }
}

由于这一点的限制，导致必须在主线程中访问UI，但是Android又建议不要在主线程中进行耗时操作，否则会导致程序无法响应即ANR。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。

• 系统为什么不允许在子线程中访问UI呢？
  这是因为Android的UI控件不是线程安全的，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。

• 为什么系统不为UI控件的访问加上锁机制呢？
  缺点有两个：

1. 首先加上锁机制会让UI访问的逻辑变得复杂；
2. 其次锁机制会降低UI访问的效率，因为锁机制会阻塞某些线程的执行。
   鉴于这两个缺点，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。

这里描述一下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。

解决报错信息，只需要为当前线程创建Looper即可，或者在一个有Looper的线程中创建Handler也行。

Handler创建完毕后，这个时候其内部的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。

send方法的工作过程，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。

Handler的工作过程