handler ，Looper的机制，分析源码（一）线程切换。

handler和looper配合使用是为了线程之间通信用的。

这里拿一个我们经常使用handler的简单例子说明（伪代码）：

mianTread：｛
Handler handler ＝new Handler（）；
｝

childThread：｛
handler.post（new Runnable（）｛
run（）｛
do something。。。
｝
｝）
｝

这样run（）里面的代码就是在主线程跑的了。

从这个例子入手，去分析。

1、先看post的源码

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

里面调了sendMessageDelayed，这个很多人也用过，第一个参数应该是个Message对象，看看getPostMessage里面做了什么：

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

里面创建了一个Message对象，并且把我们new 的Runnable对象赋值给了Message对象的callback。

这么说来这里的callback就是一个Runnable对象。有什么用呢？

2、接着看sendMessageDelayed。

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

3、没啥说的，继续跟：

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}

这里看到有个MessageQueue的实例mQueue，看看它哪来的：

public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}

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

是在Handler的构造函数里的，new Handler（）里是调了这个构造函数的。由looper给的，一个Looper中有MessageQueque成员。先不急着回去，既然来了就瞧一眼handler初始化都做什么。首先，实例化了一个looper。

mLooper = Looper.myLooper();

好奇myLooper()做了什么。点进去！

/**
* Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
* null if the calling thread is not associated with a Looper.
*/
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}

api里面说了，返回一个绑定当前线程的Looper。如果这个线程没有和一个looper对象绑定，会返回空。什么时候绑定的呢？留个悬念。

回到3、继续跟enqueueMessage方法

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

给msg的target赋值了。然后将msg入队列。

target是个啥？这里赋值了this，也就是是一个Handler对象。

这就有个问题了，我们不是调了handler.post（）才跟进来的吗，怎么又给target赋值了一个handler？这个handler和handler.post（）的handler是一个吗？又看到，调用了queue.enqueueMessage。之前说了，一个Looper绑定一个线程，一个Looper对象中有MessageQueue成员。

理一下过程：在实例化handler的时候，拿到了当前线程 的looper，通过looper访问MessageQueue，将msg入队列。这个过程中msg 的变化：msg.callback（一个runnable对象）赋值了，msg.target赋值了（一个handler）对象。

那之后呢？往队列里加msg完成了，什么时候去拿呢。

是在Looper.loop（）方法里。

/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;

// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCalling
c970
Identity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}

// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}

msg.target.dispatchMessage(msg);

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

// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
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);
}

msg.recycleUnchecked();
}
}

看看做了什么吧？

先是从当前线程中获取一个looper实例再从looper中获取MessageQueue，也就是这个线程处理的queue。然后遍历这个队列，重点来了

msg.target.dispatchMessage(msg);

上面说了target就是一个handler实例。既然每个message对象都是通过handler，且把它作为target进入队列，那么这个时候msg.target就是把它丢进队列的那个handler。也就是说，对于msg的处理最后还是交给了将它放进队列的Handler，那么自然的，这个handler在哪个线程，msg就在哪个线程处理了。

再跟着看dispatchMessage里面：

/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

如果msg的callback也就是我们post传入的runnable不为空，那么优先处理它，然后如果handler自己的callback不为空，交给他处理。这个自身的callback是有个handler的构造函数初始化的（我们的例子里，这个是空）。最后就走到了handleMessage：

/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}

是的，你没看错，这个就是我们常用的handler用法另一个例子：继承Handler类并且重写handleMessage方法。

。

这时候估计有人会问这个loop方法你怎么知道一定是用它从队列里取msg并且处理的呢？我们的例子里面没有用啊。那是因为在ActivityThread也就是应用的主线程中，已经默认把这步做了：

Looper.prepareMainLooper();

ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);

if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}

if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}

// End of event ActivityThreadMain.
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
Looper.loop();

你看是的吧。

我们自己在子线程用的话，就要自己去做Looper.prepare（）和Looper.loop（）方法，Looper类的api已经告诉了我们怎么用：

/**
* Class used to run a message loop for a thread.  Threads by default do
* not have a message loop associated with them; to create one, call
* {@link #prepare} in the thread that is to run the loop, and then
* {@link #loop} to have it process messages until the loop is stopped.
*
* <p>Most interaction with a message loop is through the
* {@link Handler} class.
*
* <p>This is a typical example of the implementation of a Looper thread,
* using the separation of {@link #prepare} and {@link #loop} to create an
* initial Handler to communicate with the Looper.
*
* <pre>
*  class LooperThread extends Thread {
*      public Handler mHandler;
*
*      public void run() {
*          Looper.prepare();
*
*          mHandler = new Handler() {
*              public void handleMessage(Message msg) {
*                  // process incoming messages here
*              }
*          };
*
*          Looper.loop();
*      }
*  }</pre>

再来总结一下：

一个线程对应一个looper对应一个messagequeue，一个handler对应一个message，前后是一对多的关系。

也许有人问，哪里看出一个线程对应一个looper呢？好像每次入队列或者出队列都是从当前线程获取一个looper对象啊，这两个是一个吗？

我们看prepare（）方法：

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

看它给抛出的异常：Only one Looper may be created per thread。

这个地方也指出了之前留的疑问，什么时候一个线程绑定的Looper呢，就是在Looper.prepare()方法里。只是这个过程通常我们用的时候实在主线程，ActivityThread帮我们做了。正常的流程是：

Looper.prepare() 创建一个和当前线程绑定的looper(把looper放在threadLocal中) 和MessageQueue；

实例化一个handler，handler实例化的时候拿到handler所在线程的looper；

通过这个looper拿到MessageQueque；

生成一个Message对象并把runnable和当前handler给它；

把这个Message对象写入MessageQueque；

Looper.loop（）拿到当前线程的looper（和上面的looper是同一个）；

从这个looper中拿MessageQueque；

遍历MessageQueque拿到Message对象；

交由Message中的handler也就是2中的handler处理；

handler.dispatchMessage()去做消息的分发，

这个过程可以大体上理解为两部分，一个是往MessageQueue里放的，另一部分是从MessageQueue里面取的。具体的，Handler类可以提供“放”操作，Looper类提供取操作，Handler在初始化的时候就绑定了处理MessageQueue的Looper 。

然后看一段代码：

①Handler handler = new Handler（）；
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Log.i("thread","out"+Thread.currentThread().getId()+"");
②handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Log.i("thread",Thread.currentThread().getId()+"");
}
});
}
}).start();

这段代码中，虽然②的动作发生在子线程，但是①在初始化的时候就决定了处理MessageQueue的是主线程的Looper。所以做后的执行还是在主线程执行。尽管在一个新起的线程中作了handler.post的操作，但是post（）中的run（）在哪个线程仅由handler（处理MessageQueue的Looper）所在的线程决定。