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，从开发的角度来说，Handler 是Android消息机制的上层接口，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。Handler 的运行需要底层的MessageQueue和Looper的支撑。
- MessageQueue 消息队列，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，采用单链表的数据结构来存储消息列表。
- Looper 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 。
- 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。
10.2 Android的消息机制分析
子线程中无法访问UI
- 如何解决
子线程中无法访问UI？- 答：使用Handler，将访问UI的工作切换到主线程。
- 为什么
子线程中无法访问UI？- 答：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。那为什么系统不对UI控件的访问加上锁机制呢?缺点有两个：首先加上锁机制会让UI访问的逻辑变得复杂;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。
Handler工作原理
- 创建Handler和Looper。
- 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，需要手动创建Looper。
- 发送消息。
- 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，接下来主要来看一下send方法的工作过程。
- 当Handler的send方法被调用时，它会调用MessageQueue的enqueueMesssagge方法将这个消息放入消息队列中。
- 处理消息。
- 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。
10.2.1 ThreadLocal的工作原理
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，数据存储以后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。
在日常开发中用到ThreadLocal的地方较少，但是在某些特殊的场景下，通过ThreadLocal可以轻松地实现一些看起来很复杂的功能，这一点在Android的源码中也有所体现，比如Looper、 ActivityThread以及AMS中都用到了ThreadLocal。
ThreadLocal的使用场景：
- 当某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal。比如对于Handler来说，它需要获取当前线程的Looper， 很显然Looper的作用域就是线程并且不同线程具有不同的Looper，这个时候通过ThreadLocal就可以轻松实现Looper在线程中的存取。
- ThreadLocal另一个使用场景是复杂逻辑下的对象传递，比如监听器的传递，有些时候一个线程中的任务过于复杂，这可能表现为函数调用栈比较深以及代码入口的多样性，在这种情况下，我们又需要监听器能够贯穿整个线程的执行过程，这个时候可以怎么做呢?其实这时就可以采用ThreadLocal，采用ThreadLocal可以让监听器作为线程内的全局对象而存在，在线程内部只要通过get方法就可以获取到监听器。
10.2.2 消息队列的工作原理
消息队列在Android中指的是MessageQueue, MessageQueue主要包含两个操作：插入和读取。数据结构是单链表，单链表在插入和删除上比较有优势。
- enqueueMessage 插入消息
- next 读取并移除一条消息。
next方法是一个无限循环的方法，如果消息队列中没有消息，那么next方法会一直阻塞在这里。 当有新消息到来时，next 方法会返回这条消息并将其从单链表中移除。
10.2.3 Looper的工作原理
Looper在Android的消息机制中扮演着消息循环的角色，具体来说就是它会不停地从MessageQueue中查看是否有新消息,如果有新消息就会立刻处理,否则就一直阻塞在那里。
Looper的工作原理
- Looper.prepare()创建Looper
- Looper的构造方法中会创建一个MessageQueue
- Looper.loop()开启消息轮询
- msg.target.dispatchMessage(msg)消息的发送者Handler分发消息然后处理
Looper的其他方法：
- prepareMainLooper方法，这个方法主要是给主线程也就是ActivityThread创建Looper使用的，其本质也是通过prepare方法来实现的。由于主线程的Looper比较特殊，所以Looper提供了一个getMainLooper方法，通过它可以在任何地方获取到主线程的Looper。
- 退出Looper，Looper提供了quit和quitSafely来退出一个Looper，二者的区别是: quit 会直接退出Looper，而quitSafely 只是设定一个退出标记，然后把消息队列中的已有消息处理完毕后才安全地退出。Looper 退出后，通过Handler发送的消息会失败，这个时候Handler的send方法会返回false。在子线程中，如果手动为其创建了Looper，那么在所有的事情完成以后应该调用quit方法来终止消息循环，否则这个子线程就会一直处于等待的状态，而如果退出Looper以后，这个线程就会立刻终
10.2.4 Handler的工作原理
Handler的工作主要包含消息的发送和接收过程。消息的发送可以通过post 的一系列方法以及send的一 系列方法来实现, post的一系列方法最终 是通过send的一系列方法来实现的。发送一条消息的典型过程如下所示。
- 发送消息
- Handler.sendMessageDelayed -> Handler.sendMessageAtTime() -> MessageQueue.enqueueMessage()
- 分发消息 (Handler#dispatchMessage)
- 使用Message的callback处理消息
- 创建Handler的实例handleCallback处理消息
- 调用Handler的handleMessage来处理消息
10.3 主线程的消息循环
主线程ActivityThread的main方法中：
- 创建主线程的Looper：Looper.prepareMainLooper();
- 开启主线程的消息循环：Looper.loop();
ActivityThread.H
负责ActivityThread中的消息队列进行，它内部定义了一组消息类型，主要包含了四大组件的启动和停止等过程，如下所示。
Activity和四大组件通信间通信：
- ActivityThread通过ApplicationThread和AMS发送请求
- AMS完成请求后回调ApplicationThread中的Binder方法，然后ApplicationThread会向H发送消息
- H收到消息后将ApplicationThread的逻辑切换到Activity中去执行