Android--Handler,Looper,MessageQueue的关系

MessageQueue

对外提供插入和删除的工作，但是只是消息的存储单元，并不能处理消息。

Looper—-android.os.looper

Looper填补了MessageQueue不能处理消息的缺陷，主要用Looper.loop()方法来死循环查找是否有新消息，如果有，就交给Handler去处理；若没有，则一直等待着。唯一跳出循环的方式是在当MessageQueue.next()方法返回null的时候(即只有当消息队列里没有消息了之后Looper才跳出循环)。另外，Handler创建的时候会采用当前线程的Looper来构造消息循环系统(从228行和229行可看出Handler在创建的时候会带上一个Looper对象和MessageQueue对象)。看框架源码android.os.handler:


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被创建的时候就会初始化Looper，这也是在主线程中默认可以使用Handler的原因。

Handler—-android.os.handler

它的工作主要包括发送和接收两个过程。通过查看源码可以发现，Handler发送消息的过程仅仅是向消息队列中插入一条消息，然后MessageQueue.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(Message)由Looper交由Handler处理(即Handler.dispatchMessage()方法会调用)，这个时候Handler就进入了处理消息的阶段。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。

ActivityThread分析（与上面相关）

以前一直都说Activity的人口是onCreate()方法。其实android上一个应用的入口，应该是ActivityThread，即我们常说的UI Thread，即主线程。框架源码为android.app.ActivityThread。和普通的java类一样，入口是一个main()方法。

public static final void main(String[] args) {
        SamplingProfilerIntegration.start();
       ……
        Looper.prepareMainLooper();
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = new Handler();
        }
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
       ……
        Looper.loop();
       ……
        thread.detach();
        ……
        Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
    }

以上转载自这篇文章

• Looper.prepareMainLooper()：
  主线程(ActivityThread)中之所以可以用Handler进行异步通信，就在于主线程中已经创建了Looper,而这个Looper就是在这里创建的。其他线程如果需要用Handler进行通信就要自己创建Looper。而主线程是特殊的，ActivityThread被创建的时候就会初始化Looper，这也是在主线程中默认可以使用Handler的原因。代码如下：

ActivityThread thread = new ActivityThread();

关于ThreadLocal

在Looper中有ThreadLocal的身影。

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，只能在该指定线程中获取到存储的数据，而其他线程是无法访问到的。关于ThreadLocal的使用场景，一般来说，当某些数据是以线程为作用域，并且不同线程有不同副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal。即，虽然在不同线程中访问的是同一个ThreadLocal对象，但是它们对ThreadLocal获取到的值却是不一样的，这就是ThreadLocal的奇妙之处。ThreadLocal之所以有这么奇妙的效果，是因为当不同线程访问同一个ThreadLocal对象的get()方法的时候，ThreadLocal内部会从各自的线程中取出一个数组，然后再从数组中根据当前ThreadLocal的索引去查找出对应的value值
比如对于Handler来说，它需要获取当前线程的Looper，很显然Looper的作用域是线程，并且不同线程具有不同的Looper，那么系统就必须提供一个全局的HashMap供Handler查找指定线程的Looper，这样一来就得提供一个类似于LooperManager的类了，而系统没这么做，而ThreadLocal可以做到这一点（ThreadLocal<Looper>）。

ThreadLocal的API

ThreadLocal类的API很简单，只有四个方法：

void set(Object value)
    设置当前线程的线程局部变量的值。
public Object get()
    该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
public void remove()
    将当前线程局部变量的值删除
protected Object initialValue()
    ...

ThreadLocal的实现原理

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。

ThreadLocal总结

当然ThreadLocal并不能替代同步机制，两者面向的问题领域不同。同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问，是为了多个线程之间进行通信的有效方式；而ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享，从根本上就不在多个线程之间共享资源(变量)，这样当然不需要对多个线程进行同步了。所以，如果你需要进行多个线程之间进行通信，则使用同步机制；如果需要隔离多个线程之间的共享冲突，可以使用ThreadLocal，这将极大地简化你的程序，使程序更加易读、简洁。
以上参考这篇文章

总结自《Android开发艺术探索》by任玉刚。