Android Handler机制

所有对象：

Handler、Looper、MessageQueue、Message和 用于存储当前线程的Looper对象的ThreadLocal.

对象间关系：

ActivityThread在初始化时，在UI线程中调用Looper.prepare(),Looper.loop()，使UI线程中可以使用Handler对象。

Looper中持有MessageQueue对象，即MessageQueue绑定在Looper中。

handler在创建的时候，获取了当前线程的Looper对象，和绑定在Looper上的MessageQueue对象。

handler通过sendMessageAtTime(msg)方法，调用了queue.enqueueMessage()将该message对象根据when插入到queue中。

looper.loop()方法是一个for(;;)循环，不断调用MessageQueue.next()方法获取message对象。

message中引用handler对象。在message被处理时，使用该msg.target.dispatchMessage(msg)方法将该message分发到创建该message的handler中处理。这样就通过handler可以使得信息在线程中传递。

特别注意

ThreadLocal存储当前当前线程的Looper对象，作为线程局部变量可以被该线程内任何地方获取到。ThreadLocal作为static final对象被所有Looper对象共享。(可参考上篇 )

使用Handler的线程必须是Looper线程，否则抛出异常(构造方法中)；或者是NullPointerException。

mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}

一个线程只能调用一次Looper.prepare()。否则会抛出异常(prepare方法中)：

if (sThreadLocal.get() != null) {//当前线程已经创建了Looper
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));

handler是对外暴漏的，线程间可以互相调用handler发消息。只要持有不同的handler可以。

各个类详解：

Handler

handler的创建方式可以传入Looper对象，即表明该handler是属于哪个线程的，即会回调到哪个线程来处理该message。以下实例为创建UI线程的handler。该技巧可以在其他线程中创建主线程的handler，用于回调到主线程中。

private Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper(), new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {

return true;
}
});

Message：

Message类使用对象池模式。主要是使用Message.Obtain()中复用上一个Message，赋值比创建对象快的多。While the constructor of Message is public, the best way to get one of these is to call Message.obtain() or one of the Handler.obtainMessage() methods, which will pull them from a pool of recycled objects.

在Looper.loop()方法中，该message被分发到handler中使用完后，会调用msg.recycleUnchecked()方法进行回收。

//Looper.loop()中对每个message都调用msg.recycleUnchecked();
void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;

synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}

MessageQueue:

它主要包含两个操作，插入(enqueueMessage)和读取(next)。

MessageQueue是链表结构，由Message.next()记录。其mMessages是该链表的header，由此来进行的next操作，在equeueMessage()方法中对所有message进行排列。

next()作用是从消息队列中取出一条消息并将其从消息队列中移除。其中，nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis)调用native方法阻塞线程。和Linux底层相关。

Looper:

每一个线程调用了Looper.prepare()后都有一套handler体系，调用Looper.prepare(),Looper.loop()就可以使用该线程的handler。(android提供了一个HandlerThread。IntentService使用之。)

Looper是可以退出的。提供了quit()和quitSafely()两个方法。其中quitSafely()指把消息队列中的已有消息处理完毕后才安全退出。如果创建了一个looper子线程，必须要在所有事情完成以后退出该Looper.

使用技巧：

Message类中持有handler引用，被调用后使用msg.target.dispatchMessage()方法将该msg返回给该handler,甚为精妙，之后若遇到这种转一大圈的需求可以用这种设计尝试。

在子线程中创建主线程的handler，持有主线程View，可以直接使用handler.post()方法修改该View的UI效果。在UniversalImageLoader中有很好的体现。

参考：

handler native源码分析

对象池设计模式

Message对象池设计模式