Handler原理

在Android中，耗时任务一般放在子线程中处理，而UI的更新则在主线程中进行，通常在子线程和主线程之间的切换使用Handler完成。Handler的消息机制主要包括Handler、MessageQueue、Message、Looper，四者的关系如下图所示。

MessageQueue是一个消息队列，内部使用单向链表维护消息列表，主要有两个方法：enqueueMessage用于往消息队列中插入一条消息，next方法用于从队列中读取消息，当消息列表中没有消息时，该方法会阻塞。ThreadLocal的作用是保存当前线程的Looper对象。

当在主线程中创建一个Handler对象时，调用Handler的构造方法，如下：

public Handler(@Nullable 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 " + Thread.currentThread()
                        + " that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
}

在Handler的构造方法中，首先通过Looper.myLooper()获取当前线程的Looper对象，如果获取不到，会抛出异常。因此在子线程中创建Handler对象之前，需首先调用Looper.prepare()方法创建子线程的Looper对象，之后才能创建Handler对象。在主线程中，系统在ActivityThread的main()方法中通过调用Looper.prepareMainLooper()创建了Looper对象，因此在主线程中不需要手动创建Looper对象。获取到Looper对象后，在获取Looper对象中的消息队列MessageQueue对象。

使用Handler发送消息有post、sendMessage、sendEmptyMessage等方法，这些方法等调用结构如下：

Handler发送消息的方法最终会调用enqueueMessage方法，该方法如下：

private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
            long uptimeMillis) {
        msg.target = this;
        msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();

        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

Handler的enqueueMessage方法首先将Message的target变量赋值，然后调用MessageQueue的enqueueMessage方法将消息添加到队列。

消息的处理是在Looper.loop()方法中进行的，该方法在ActivityThread的main()方法中得到调用，该方法部分代码如下：

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;
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
        final int thresholdOverride =
                SystemProperties.getInt("log.looper."
                        + Process.myUid() + "."
                        + Thread.currentThread().getName()
                        + ".slow", 0);

        boolean slowDeliveryDetected = false;
        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                return;
            }
            ...
            try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);
                if (observer != null) {
                    observer.messageDispatched(token, msg);
                }
                dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
            } catch (Exception exception) {
                if (observer != null) {
                    observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
                }
                throw exception;
            } finally {
                ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);
                }
            }
            ...
            msg.recycleUnchecked();
        }
    }

在Looper.loop()方法中，首先获取当前线程的Looper对象和MessageQueue对象，然后在一个死循环中，通过调用MessageQueue的next方法从MessageQueue中取消息，如果MessageQueue中没有消息会阻塞，如果取出的消息为空则跳出循环。取出消息之后会执行msg.target.dispatchMessage(msg)对消息进行处理，target就是发送该消息的Handler对象。Handler的dispatchMessage(msg)方法如下：

    public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

以上代码中，Message的callback是一个Runnable类型对象，该对象就是通过post方法发送的Runnable，被封装在Message中在此处执行。mCallback.handleMessage(msg)和handleMessage(msg)分别对应以下两种Handler的回调设置方式，如果设置了mCallback回调，则mCallback.handleMessage(msg)会先执行，如果返回值为true，则Handler的handleMessage(msg)不会执行。

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