摘要：什么是消息機制說到消息機制，作為一名開發者一定先想到的是。但是，在主線程中創建的時候，我們并沒有看到的執行，這是因為在線程，即的創建過程中，已經被創建好了。將新消息插入到之前，頭消息之后。

說到消息機制，作為一名 Android 開發者一定先想到的是 Handler。Handler 就是 Android 消息機制的上層接口，我們可用通過 Handler 輕松的在不同的線程中切換任務，但 Handler 的實現還有兩個很重要的概念 MessageQueue 和 Looper。

MessageQueue 的翻譯是消息隊列，它的內部采用了單鏈表的結構存儲 Handler 對象發送的消息。

Looper 的作用是不斷地查詢 MessageQueue 中是否有消息，如果 Looper 發現 MessageQueue 中存入了新的消息，它就會去處理這條消息，如果沒有新消息，Looper 就會以無限循環的方式去查詢 MessageQueue 中是否有新消息。

（1）安排將來某個時間點執行的 Message 和 Runnables；
（2）在不同于當前的線程上執行的操作；

在 Android 開發中，默認子線程是不可以更新 UI 的，這一點可以從 View 的最高層級 ViewRootImpl 類中找到答案

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

ViewRootImpl 類中的 checkThread 方法會在更新 UI 前被執行，如果當前線程不是主線程，就會拋出 Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views. 的異常

Android 在子線程中更新 UI 是不安全的，如果多個子線程同時修改一個控件的數據，后果是不可控的

如果給 UI 更新機制加鎖，會降低 UI 的訪問效率，并且可能阻塞某些線程的執行

通常，我們在主線程中創建 Handler 的寫法如下：

private Handler handler = new Handler(){
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        super.handleMessage(msg);
    }
};

但這樣寫，系統會這樣提示：

This Handler class should be static or leaks might occur (anonymous android.os.Handler)
這個Handler類應該是靜態的，否則可能會發生泄漏

出現這個警告但原因是，Handler 在 Activity 中作為一個匿名內部類來定義，它的內部持有來 Activity 的實例。當 Activity 被用戶關閉時，因為 Handler 持有了 Activity 的引用，就造成了 Activity 無法被回收，從而導致了內存泄漏。

因此，在這里推薦一種更加安全的寫法：

private static class MyHandler extends Handler{
    private WeakReference weakReference;
    public MyHandler(Activity activity){
        weakReference = new WeakReference<>(activity);
    }

    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        super.handleMessage(msg);
        switch (msg.what){
                case 0:                     
                  Toast.makeText(weakReference.get(),Thread.currentThread().getName(),Toast.LENGTH_SHORT).show();
                  break;
            }
    }
}

private MyHandler handler = new MyHandler(this);

通過靜態內部類的方式實現一個 Handler，此時內部類并不持有外部類對象的應用，需要在內部類的構造方法內增加一個外部類（Activity）的弱應用。這樣，即使 Activity 被關閉，Activity 也能順利被回收。

onCreate() 中的代碼如下：

btn_0 = findViewById(R.id.btn_0);
btn_0.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(View v) {
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                Message message = Message.obtain();
                message.what = 0;
                handler.sendMessage(message);
            }
        }.start();
    }
});

這時候點擊按鈕的運行效果如下：

在官方文檔中 Handler 的主要作用是在不同于當前線程的線程中執行操作，那么如何用 Handler 解決兩個子線程之間的通信呢？

請看代碼：

btn_1 = findViewById(R.id.btn_1);
btn_1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(View v) {
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                Looper.prepare();
                handler = new MyHandler(MainActivity.this);
                try {
                    sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                Looper.loop();
            }
        }.start();
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                Message message = Message.obtain();
                message.what = 0;
                handler.sendMessage(message);
            }
        }.start();
     }
});

此時點擊按鈕：

可見當前的處理線程已經變成了子線程。

如果細心的觀察代碼，可以看到在子線程中創建 Handler 的時候調用了 Looper.prepare() 和 Looper.loop() 兩個方法。這兩句代碼有什么用呢？

我們暫時可以把 Looper 理解為消息的管理者，它負責從 MessageQueue 中提取出消息，傳遞給 Handler 進行處理，每一個 Handler 都必須要有一個 Looper，在 Handler 創建的時候，它會自動使用當前線程的 Looper，而 Looper.prepare() 的作用就是為當前線程準備一個 Looper，Looper.loop() 的作用是開始查找當前 MessageQueue 中是否有了新的消息。

這就是 Handler 工作的第一步 ：

因為這里主要講 Handler 的工作流程，創建 Looper 的具體過程放到文章的下面講解。我們只要知道
Looper.prepare() 為當前的線程創建了一個 Looper 對象即可。

但是，在主線程中創建 Handler 的時候，我們并沒有看到 Looper.prepare() 的執行，這是因為在 UI 線程，即 ActivityThread 的創建過程中，Looper 已經被創建好了。

我們可以在 ActivityThread 的 main() 方法中看到這樣一句代碼：

Looper.prepareMainLooper();

這個方法內部也調用了 Looper.prepare() 為 UI 線程創建了一個 Looper。

為什么是 sendMessageAtTime？不是還有 sendMessage()，sendEmptyMessage()，sendEmptyMessageDelayed()，sendEmptyMessageAtTime()，sendMessageDelayed() 這么多方法嗎？

通過閱讀這些方法的源碼可以發現，這些方法最終調用的都是 sendMessageAtTime()。

其次還有 post()，postAtTime()，postDelayed() 方法最終調用的也都是 sendMessageAtTime() 方法，只是多了一步調用 getPostMessage(Runnable r, Object token) 將 Runnable 封裝為一個 Message 對象的 callback 里。

public final boolean post(Runnable r){
   return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
    Message m = Message.obtain();
    m.callback = r;
    return m;
}

那么 sendMessageAtTime() 里的具體操作是什么呢？我們去源碼里一探究竟

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
    // 先獲取當前 Handler 中的 MessageQueue，mQueue 在 Looper 的構造方法中進行初始化。
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue == null) {
        RuntimeException e = new RuntimeException(
                this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
        return false;
    }
    // queue 不為空，則執行 Handler.java 里的另一個 enqueueMessage() 方法
    return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

    
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
    // 指定 msg 的 Target 對象為當前的 Handler
    msg.target = this;
    if (mAsynchronous) {
       msg.setAsynchronous(true);
    }
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

Handler 中的 enqueueMessage() ，最終會調用 MessageQueue.java 中的 enqueueMessage() 方法。

之后，Message 對象最終傳遞到 MessageQueue 即消息隊列里中，在消息隊列里的具體處理邏輯在文章的 MessageQueue 工作原理 部分會具體解釋。

在第二步將消息插入消息隊列后，Looper 就開始遍歷消息隊列，找到新的消息，再通知 Handler 去執行這條消息，調用的就是 Handler 的 dispatchMessage() 方法。

public void dispatchMessage(Message msg) {
   // msg 的 callback 對象就是一個 Runnable
   if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        // 檢查 mCallback 是否為空，不為空就執行它內部定義的 handleMessage() 方法
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        // 如果 mCallback 為空，就執行在實例化 Handler 過程中我們自己定義的 handleMessage() 方法中的內容
        handleMessage(msg);
    }
}

dispatchMessage() 方法首先會檢查 Message 的 Callback 對象是否為空，callback 就是通過 post() 方法傳遞的 Runnable 對象，如果 callback 不為空，就去執行 handleCallback() 方法。

handleCallback() 方法的實現也很簡單，它在內部執行了 Runnable 的 run() 方法

private static void handleCallback(Message message) {
    message.callback.run();
}

如果 callback 對象為空，就檢查 mCallback 是否為空，不為空就執行它的定義的 handleMessage() 方法，若沒有 mCallback，最終將直接執行我們在繼承 Handler 時自己定義的 handleMessage() 方法中的代碼。

Callback 是 Handler 中定義的的一個接口，它的代碼如下：

/**
 * Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
 * having to implement your own subclass of Handler.
 */
public interface Callback {
    /**
     * @param msg A {@link android.os.Message Message} object
     * @return True if no further handling is desired
     */
    public boolean handleMessage(Message msg);
}

如果使用 Callback 接口的話，我們可以直接實例化一個 Handler 而不用去實現一個 Handler 的子類，

private Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
    @Override
    public boolean handleMessage(Message msg) {
        return false;
    }
});

我們從上一部分的 MessageQueue.java 中的 enqueueMessage() 方法開始入手。

代碼量有點多，要耐心看哦！

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
    // 檢查當前 msg 的 target 是否為空
    if (msg.target == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
    }
    // msg 如果正在被執行，就拋出異常
    if (msg.isInUse()) {
        throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
    }

    synchronized (this) {
        // 在 quit() 方法中，mQuitting 會被設置為 true
        if (mQuitting) {
            IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                    msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
            Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
            msg.recycle();
            return false;
        }

        // 標記當前的 msg 正在執行
        msg.markInUse();
        // 設置 msg 的 when 為傳進來的 when 參數，when 是 Message 想要被執行的時間
        msg.when = when;
        // 得到當前消息隊列的頭部消息
        Message p = mMessages;
        boolean needWake;
        // 當前消息隊列為空，新消息的觸發時間為 0，或者新消息的觸發時間早于消息中第一條消息的觸發時間
        // 則將新消息插入到隊列的頭部，作為當前消息隊列的第一條消息
        if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
            // New head, wake up the event queue if blocked.
            // 將當前消息的下一條消息指向頭部消息
            msg.next = p;
            // 頭部消息修改為當前消息
            mMessages = msg;
            // 當阻塞時，需要喚醒
            needWake = mBlocked;
        } else {
            // 將新消息插入到當前消息隊列當中，（不是頭部）
            // 通常我們不必喚醒事件隊列，
            // 除非隊列頭部有消息障礙，并且消息是隊列中最早的異步消息。
            needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
            Message prev;
            // 開始循環便利消息隊列，比較新消息和隊列中消息的 when（觸發事件）的值，將新消息插入到適當位置
            for (;;) {
                // 循環第一次遍歷時，將當前隊列中的頭部消息賦值給 prev
                prev = p;
                // p 指向隊列中的第二個消息
                p = p.next;
                // 如果下一個消息為空，或者新消息的觸發時間早于下一個消息，找到了要插入的位置，退出循環
                if (p == null || when < p.when) {
                    break;
                }
                // needWake 為 true，并且 下一條消息是異步的，則不需要喚醒。
                if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                    needWake = false;
                }
            }
            // 將新消息插入到 p 之前，頭消息之后。
            msg.next = p; // invariant: p == prev.next
            prev.next = msg;
        }

        // 如果需要喚醒，調用 nativeWake 方法去喚醒
        if (needWake) {
            nativeWake(mPtr);
        }
    }
    return true;
}

執行完 enqueueMassage 方法，我們新發送的 Message 就成功的插入了消息隊列當中。
但是除了插入新消息，我們還需要從消息隊列中讀取消息，這又要怎么做呢？

Message next() {
    // 如果消息循環已退出，并且被丟棄，則返回空。
    // 這個將在應用重啟一個 looper 時發生
    final long ptr = mPtr;
    if (ptr == 0) {
        return null;
    }

    // 記錄空閑時處理的 IdlerHandler 數量，只在第一次迭代時為 -1
    // IdleHandler 只在隊列為空 或者 是頭部消息時執行
    int pendingIdleHandlerCount = -1;
    //  native 層使用的變量，設置的阻塞超時時長，0 為不阻塞，-1 為阻塞
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) {
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }

        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
  
        // 嘗試檢索下一條消息。 如果找到則返回。
        synchronized (this) {
            // 獲取系統從開機到現在到時間
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            Message prevMsg = null;
            // 將隊列中到頭部消息賦值給 msg
            Message msg = mMessages;
            if (msg != null && msg.target == null) {
                // msg 不為空，但是這個 msg 沒有 handler，則這個 msg 為柵欄
                // 開始遍歷，指到獲取第一個異步消息
                do {
                    prevMsg = msg;
                    msg = msg.next;
                } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
            }
            if (msg != null) {
                // 如果當前時間不到 msg 的觸發時間，則計算時間差，設置阻塞超時時長
                if (now < msg.when) {
                    // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                    nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                } else {
                    // 當前時間到了 msg 的觸發時間，則獲取消息并返回
                    mBlocked = false;
                    // 如果當前的 msg 不是頭部消息，則上一條消息的 next 指向 msg 的 next
                    if (prevMsg != null) {
                        prevMsg.next = msg.next;
                    } else {
                        // 當前 msg 為頭部消息，則將下一個 msg 設置為頭部消息
                        mMessages = msg.next;
                    }
                    // msg 的下一個 Message 對象置空，表示從消息隊列中取出來了這條 msg
                    msg.next = null;
                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                    // 標記 msg 正在使用
                    msg.markInUse();
                    return msg;
                }
            } else {
                // 如果沒有消息，則設置阻塞時長為 -1，直到被喚醒
                nextPollTimeoutMillis = -1;
            }

            // 所有的消息都被處理后，判斷是否退出，并返回 null。
            if (mQuitting) {
                dispose();
                return null;
            }

            // If first time idle, then get the number of idlers to run.
            // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
            // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
            // 第一次循環時，消息隊列為空，或 當前時間未到消息的觸發時間，獲取 IdleHandler 的數量
            if (pendingIdleHandlerCount < 0
                    && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
                pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
            }
  
            // pendingIdleHandlerCount 的數量為 0 時，線程會繼續堵塞
            if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
                // No idle handlers to run.  Loop and wait some more.
                mBlocked = true;
                continue;
            }

            // 判斷當前空閑時處理任務的handler是否是為空，如果為空，就實例化出新的對象
            if (mPendingIdleHandlers == null) {
                mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
            }
            mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
        }

        // 運行 IdleHandler，只有第一次循環時才會運行
        for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
            final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
            // 釋放 IdleHandler 的引用
            mPendingIdleHandlers[i] = null;

            boolean keep = false;
            try {
                // 執行 IdleHandler 的方法
                keep = idler.queueIdle();
            } catch (Throwable t) {
                Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
            }

            if (!keep) {
                synchronized (this) {
                    mIdleHandlers.remove(idler);
                }
            }
        }

        // 重置 IdleHandler 的數量為 0，確保不會重復運行它們
        pendingIdleHandlerCount = 0;

        // 在執行 IdleHandler 時，一個新的消息可能插入或消息隊列中的消息到了觸發時間
        // 所以將 nextPollTimeoutMillis 設為 0，表示不需要阻塞，重新檢查消息隊列。
        nextPollTimeoutMillis = 0;
    }
}

至此，MessageQueue 的兩個最重要的方法已經分析完了，下面來看 Looper 如何循環地從消息隊列中取出消息。

在講 Looper 之前，需要先理解 ThreadLocal 的工作原理

ThreadLocal 是一個線程內存儲數據的類，當不同的線程去訪問同一個 ThreadLocal 對象時，獲得的值都是不一樣的，下面用一段代碼來證明

private ThreadLocal mThreadLocal = new ThreadLocal<>();

btn_1 = findViewById(R.id.btn_1);
btn_1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(View v) {
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                mThreadLocal.set("Thread_A");
                Log.d("ThreadLocalValue",mThreadLocal.get());
            }
        }.start();
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                mThreadLocal.set("Thread_B");
                Log.d("ThreadLocalValue",mThreadLocal.get());
            }
        }.start();        
    }
);

我在兩個線程中分別存入在 mThreadLocal 中存入了不同的值，然后在控制臺輸出它們的內容

可見不同線程訪問同一個 ThreadLocal 對象得到的值也是不一樣的。

ThreadLocal 實現這種特性的原因也很簡單，下面來看它內部的 set 方法：

public void set(T value) {
    // 獲取當前線程 t
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 根據當前線程 t，獲取當前線程的 ThreadLocalMap 對象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        // map 不為空，調用 ThreadLocalMap 的 set() 方法。
        map.set(this, value);
    else
        // map 為空，則為當前線程創建一個新的 ThreadLocalMap 對象
        createMap(t, value);
}

在 set 方法中，先獲取當前線程，然后獲取當前線程的 ThreadLocalMap 對象。getMap() 的 和 createMap() 的實現如下：

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

那么 ThreadLocalMap 又是什么呢，這里是它的一部分源碼：

static class ThreadLocalMap {
    static class Entry extends WeakReference> {
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;

        Entry(ThreadLocal k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }

    // 初始的 table 容量
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
  
    // Entry 數組用于存儲數據
    private Entry[] table;

    // table 的大小
    private int size = 0;

    // 負載因子，用于擴容
    private int threshold; // Default to 0

    // 設置負載因子為當然容量大小的 2 / 3 
    private void setThreshold(int len) {
        threshold = len * 2 / 3;
    }
  
    // 初始化 Entry 數組
    ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) {
        table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
        int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
        table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
        size = 1;
        setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
    }
}

可以將 ThreadLocalMap 當作一個哈希表，它的內部用 Entry 存儲相應的數據。

在 Thread 的屬性中有 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;，所以每一個線程內部，都持有一個 ThreadLocalMap 對象，系統才可以通過 getMap() 方法獲取當前線程的 ThreadLocalMap 對象。

在 ThreadLocal 中調用 set 方法，實際上會調用 ThreadLocalMap 中的 set 方法，源碼如下：

// ThreadLocalMap 的 set 方法
private void set(ThreadLocal key, Object value) {

    // We don"t use a fast path as with get() because it is at
    // least as common to use set() to create new entries as
    // it is to replace existing ones, in which case, a fast
    // path would fail more often than not.

    // 首先獲取當前 ThreadLocal 對象的 table 屬性，table 一個 Entry 的數組
    // Entry 相當于一個 HashMap，存儲了當前 ThreadLocal 對象和 Object 類型的 value 對象
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    // 計算出存儲的位置
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

    // 遍歷 tab
    for (Entry e = tab[i];
        e != null;
        e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal k = e.get();
        // 如果 tab 中已經存在了相同的 key 值，就覆蓋它原有的 value
        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }
        // 如果 當前 entrt 的 key 為 null，調用 replaceStaleEntry 方法清楚所有 key 為 null 的數據
        if (k == null) {
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }
        // 都不滿足，就新建一個 Entry 對象
    tab[i] = new Entry(key, value);
    int sz = ++size;
    // ThreadLocalMap 的容量到達閥值后擴容
    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
        rehash();
}

ThreadLocal 中的 get() 方法和 set() 方法一樣，都是對 Thread 中對 ThreadLocalMap 進行操作

public T get() {
    // 獲取當前線程
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 獲取當前線程的 ThreadLocalMap 對象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        // 獲取 ThreadLocalMap 中對應當前線程的 Entry 對象
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            // 將 Entry 對象中的 value 取出來
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}

private Entry getEntry(ThreadLocal key) {
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    Entry e = table[i];
    if (e != null && e.get() == key)
        return e;
    else
        return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

那么 ThreadLocal 和 Looper 有什么關系呢？我們知道每一個線程都有自己的 Looper，Looper 的作用域就是當前的線程，Android 系統中便通過 ThreadLocal 對象來存儲不同線程中的 Looper。

Looper 中 prepare() 方法為當前線程創建一個 Looper 對象，我們看一下它的實現：

public static void prepare() {
    prepare(true);
}

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    // 將 Looper 對象保存到當前線程的 ThreadLocalMap 當中
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

這里再看一下 Looper 的構造方法

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

可以看到在一個 Looper 中創建了一個 MessageQueue，這里我們就可以搞清楚 Handler、Looper 和 MessageQueue 的對應關系了：

每個線程都有一個 Looper 對象，在 Looper 對象的初始化過程中，會為當前線程創建一個 MessageQueue，而一個線程中可以有多個 Handler。

prepare() 調用后，就是調用 loop() 方法：

/**
  * Run the message queue in this thread. Be sure to call
  * {@link #quit()} to end the loop.
  */
public static void loop() {
    // 通過 Thread Local 獲取當前線程的 Looper
    final Looper me = myLooper();
    if (me == null) {
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn"t called on this thread.");
    }
    // 獲取當前 Looper 對象的 MessageQueue
    final MessageQueue queue = me.mQueue;

    // 清空遠程調用端進程的身份，確保此線程的身份是本地進程的身份，并跟蹤該身份令牌
    // 這里主要用于保證消息處理是發生在當前 Looper 所在的線程
    Binder.clearCallingIdentity();
    final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

    for (;;) {
        // 取出來下一條消息
        Message msg = queue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return;
        }
        
        // 用 logging 打印日志，默認為 null，可通過 setMessageLogging() 方法來指定
        final Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }
        
        // 開始跟蹤，并寫入跟蹤消息，用于 debug 功能
        final long traceTag = me.mTraceTag;
        if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
            Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
        }        
        ...
        ...
        try {
            // // 通過 Handler 分發消息
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
        } finally {
            if (traceTag != 0) {
                // 停止跟蹤
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
        
        if (logSlowDispatch) {
            showSlowLog(slowDispatchThresholdMs, dispatchStart, dispatchEnd, "dispatch", msg);
        }

        if (logging != null) {
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        }

        //  確保在分發消息的過程中線程的身份沒有改變
        final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
        if (ident != newIdent) {
            Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
                    + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
                    + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
                    + msg.target.getClass().getName() + " "
                    + msg.callback + " what=" + msg.what);
        }
        // 回收消息，并把消息放入消息池
        msg.recycleUnchecked();
    }
}

可以看到 loop() 方法就是不停的遍歷消息隊列中的消息，當發現有新的消息時，便調用 Handler 的 dispatchMessage() 方法。

public static void prepareMainLooper() {
    prepare(false);
    synchronized (Looper.class) {
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        sMainLooper = myLooper();
    }
}
  /**
    * Returns the application"s main looper, which lives in the main thread of the application.
    */
public static Looper getMainLooper() {
    synchronized (Looper.class) {
        return sMainLooper;
    }
}

getMainLooper() 方法用于返回當前 UI 線程的 Looper，UI 線程的 Looper 在 ActivityThread 的建立時通過調用
prepareMainLooper() 方法創建。

在子線程中，如果手動為其創建了Looper，那么在所有消息處理完成之后應該調用 quit() 方法終止消息循環，不然 Looper 就會一直處于等待狀態。

public void quitSafely() {
    mQueue.quit(true);
}

public void quit() {
    mQueue.quit(false);
}

可以看到這兩個方法都調用了 MessageQueue 中都 quit(boolean safe) 方法，quitSafely 的參數為 true，quit 的參數為 false。

void quit(boolean safe) {
    // 主線程不退出消息循環
    if (!mQuitAllowed) {
        throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
    }
    synchronized (this) {
        // 如果已經退出了，直接 return
        if (mQuitting) {
            return;
        }

        // 標記為已經退出
        mQuitting = true;
        // 如果 safe 的值為 true，執行完當前的消息后退出消息循環
        if (safe) {
            removeAllFutureMessagesLocked();
        } else {
            // 直接退出消息循環
            removeAllMessagesLocked();
        }
        // We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
        nativeWake(mPtr);
    }
}

quitSafely() 會等待當前消息執行完畢后退出消息循環，而 quit() 方法會直接退出消息循環。

private void removeAllMessagesLocked() {
    // 獲取當前 MessageQueue 的頭部消息
    Message p = mMessages;
    while (p != null) {
        // 循環遍歷所有的 Message
        Message n = p.next;
        // 回收消息，并把消息放入消息池
        p.recycleUnchecked();
        p = n;
    }
    // 將頭部消息置為空
    mMessages = null;
}

private void removeAllFutureMessagesLocked() {
    // 獲取系統從開機到現在到時間
    final long now = SystemClock.uptimeMillis();
    // 將當前的頭部消息賦值給 p
    Message p = mMessages;
    if (p != null) {
        if (p.when > now) {
            // 如果當前頭部消息將要執行的時間大于系統開機到現在的時間，則執行 removeAllMessagesLocked() 方法
            // 清空 MessageQueue 隊列
            removeAllMessagesLocked();
        } else {
            Message n;
            // 遍歷當前的 MessageQueue，直到某個消息的執行時間小于 now 值（即這個消息正在執行）
            // 將這個消息的 next 賦值為 null
            for (;;) {
                n = p.next;
                if (n == null) {
                    return;
                }
                if (n.when > now) {
                    break;
                }
                p = n;
            }
            p.next = null;
            // 回收不會被執行的 Message
            do {
                p = n;
                n = p.next;
                p.recycleUnchecked();
            } while (n != null);
        }
    }
}

終于講完了，希望大家能通過我的文章，徹底理解 Handler 的機制，但我的能力有限，如果存在錯誤的地方，還請指出。

零碎的東西很多，為了方便大家記憶，我把上面的內容做成了思維導圖，需要的朋友可以保存下來，偶爾看一下，幫助自己記憶。

歡迎關注本文作者：

掃碼關注并回復「干貨」，獲取我整理的千G Android、iOS、JavaWeb、大數據、人工智能等學習資源。