普通线程： run() 方法内的代码后线程就结束了。
异步消息处理线程： 线程会进入一个无限循环体，循环一次就从内部的消息队列中取出一个消息，并回调该消息对应的处理方法。然后继续循环下去，如果消息队列没有消息了，线程会停止；否则只有有新的消息，就继续循环。
异步消息处理线程其本质上也是一个线程，只不过是被设计成了在一个无限循环体下，不断读取消息的场景。并且有消息则循环，无消息暂停的模式。
需求场景：
- 1. 任务需要常驻。比如说用于处理用户交互的任务。
- 2. 任务需要根据外部传递的消息而执行不同的操作。
-
1. 每个异步线程内部包含一个消息队列（MessageQueue)，队列中的消息一般采用排队机制 即先到达的消息会先得到处理。
-
2. 线程的执行体中使用 while ( true ) 进行无限循环，循环体中从消息队列中取出消息，并且根 据消息的来源，回调其对应的消息处理函数。
-
3. 其他外部线程可以向本线程的消息队列中发送消息，消息队列内部的读/写操作必须进行加锁 即消息队列不能同时进行读/ 写操作。
在线程内部有一个或多个 Handler 对象，外部程序通过该 Handler 对象向线程发送异步消息，消 息经由 Handler 传递到 MessageQueue 对象中。线程内部只能包含一个 MessageQueue 对象，线 程主执行函数中从 MessageQueue 中读取消息，并回调 Handler 对象中的回调函数 handleMessage()。
变量的常见作用域：
-
方法内部变量： 作用域就是该方法内，每次调用该方法时，变量都会重新回到初始值。
-
类内部的变量： 其作用域是该类所产生的对象，只要对象没有销毁，则对象内部的变量值 一直保持。
-
类内部静态变量： 其作用域是整个过程，只要在该进程中，则该变量的值就一直保持，无论使用该类构造过多少个对象，该变量只有一个赋值，并一直保持。进程中哪个线程引用该变量，其值总是相同的，因为在编译器内部为静态变量分配了单独的内存空间。
线程局部存储：
同一个线程引用变量值相同，不同线程引用则变量值不相同。
Looper 的作用：
-
1. 调用静态方法
prepare()为该线程创建一个消息队列。 -
2. 调用
loop()， 线程进入无限循环的异步消息处理流程，从消息队列内读取消息，并处理消息。
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
...
...
...
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");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}创建一个 Looper 并将，Looper 存储在 ThreadLocal 内。所以，相同线程访问的 Looper 是一样的，不同线程访问的 Looper 是不一样的。
由上面的 new Looper(quitAllowed) 方法。可以看出，调用了 Looper 的构造方法。
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}创建一个 MessageQueue 。
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.clearCallingIdentity();
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();
}
}
...
...
...
public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}主要操作：
-
1.
myLooper()拿到当前线程存储的Looper对象。 -
2. 拿到
MessageQueue后，进入到for (;;)无限循环内。 -
3. 再逐个通过
queue.next()取出Message。 -
4. 通过
msg.target.dispatchMessage(msg)不难发现msg.target是一个Handler，执行了该msg的处理。 -
5. 最后，
msg.recycleUnchecked();对消息的资源进行回收。对象占用的系统资源。因为Message类内部使用了一个数据池去保存Message对象，从而避免不停地创建和删除Message类对象。因此，每次处理完该消息后，需要将该Message对象表明为空闲，以便Message对象可以被重用。
消息队列采用排队方式对消息进行处理，就是先到的消息会先得到处理，但是如果消息本身指定 了被处理的时刻，则必须等到该时刻才能处理消息。消息在 MessageQueue 中使用 Message 类表 示，队列中的消息以链表的结构进行存储，Message 对象内部包含一个 next 变量，该变量指向下一 个消息。
MessageQueue 的主要方法：
-
取出消息：
next()。 -
添加消息：
enqueueMessage(Message msg, long when)。
Message next() {
// Return here if the message loop has already quit and been disposed.
// This can happen if the application tries to restart a looper after quit
// which is not supported.
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
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 {
// Got a message.
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
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.
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}-
1.
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis), 这是一个 JNI 函数，其作用是从消息队列中取出一个消息。MessageQueue类内部本身并没有保存消息队列，真正的消息队列数据保存在 JNI 中的 C 代码中，在 C 环境中创建了一个 NativeMessageQueue 数据对象，这就是nativePollOnce()第一个参数的意义。它是一个int型变量，在C 环境中，该变量将被强制转换为一个NativeMessageQueue对象。在 C 环境中，如果消息队列中没有消息，将导致当前线程被挂起（ wait ) ;如果消息队列中有消息，则 C 代码中将把该消息赋值给 Java 环境中的 mMessages 变量。 -
2. 在
synchronized(this)块中，判断消息所指定的执行时间是否到了。如果到了，就返回该消息，并将mMessages变量置空；如果时间还没有到，则继续等待时间到了。 -
3. 如果
mMessages为空，则说明 C 环境中的消息队列没有可执行的消息了， 因此，执行mPendingldleHandlers列表中的 "空闲回调函数"。可以向MessageQueue中注册一些 "空闲回调函数"，从而当线程中没有消息可处理时去执行这些 "空闲代码"。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
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;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}-
1. 通过
mMessages = msg将参数msg赋值给mMessages。 -
2. 调用
nativeWake(mPtr)。JNI 函数，其内部会将mMessages消息添加到 C 环境中 的消息队列中，并且如果消息线程正处于挂起(wait)状态，则唤醒该线程。
在 Looper 的 loop() 的无限循环读取消息过程中，MessageQueue 虽然提供了读写消息的方法，但是却没有直接去调用，而是通过 msg.target（Hadnler）去处理消息。
一般使用 Handler 类 MessageQueue 中发送消息，并重载 Handler 类的 handleMessage() 方法添加消息处理代码。
Handler 对象只能添加到有 MessageQueue 的线程中，否则会发生异常。
虽然 Handler 的构造方法很多，但是都是基于这两个构造方法去实现的。
...
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;
}
...
public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) {
mLooper = looper;
mQueue = looper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}-
1. 第一个构造方法，没有在构造参数里指定
Looper。所以，通过Looper.myLooper()去拿当前线程里存储在 ThreadLocal 内的 Looper。（ Ps：我们知道主线程创建时会默认初始化好一个Looper，并且调用其prepare()loop()。这样，参照上面讲的Looper源码，已经初始化好一个 Looper 存放在主线程的静态 ThreadLocal 内以及一个MessageQueue。）这里如果是子线程，没有手动Looper.prepare()和Looper.loop()会抛出异常，因为这里肯定拿不到MessageQueue(一个 Looper 对应一个 MessageQueue) 。 -
2. 构造参数指定了 Looper，就必然有
MessageQueue。
总结这里：其实 Handler 强制性要拿一个 Looper，也只是为了一个 MessageQueue。一个 Looper 的初始化，伴随着一个 MessageQueue 的诞生 ( Ps:见上述 Looper 源码分析 )。因为，Handler 的主要工作，还是操作 MessageQueue 。
虽然 Handler 的 发消息的方法很多，但是都是基于这两个 核心发消息方法 去实现的。
...
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);
}
...
public final boolean sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) {
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, 0);
}可以看源码得知，所有的发消息方法都最终会调用这两个方法之一，这两个方法都会调用 MessageQueue 的方法去写一个消息进入消息队列内，最终的消息还是被添加到 C 环境中去。
...
public void dispatchMessage(Message msg) {
// 1. 让 Handler.post(Runnable r) 处理消息。
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
// 2. 初始化 Handler 的时候，指定的 Callback 处理消息。
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
// 3. 让重写的 handleMessage(Message msg) 去处理消息。
handleMessage(msg);
}
}
...
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
...
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;
}其实在 Looper.loop() 源码里，已经看到过 msg.target.dispatchMessage(msg)，拿到 Hander （ msg.target ）去处理了消息。
dispatchMessage 内的三种处理方式：
-
1.
handleCallback(msg)：是在post(Runnable r)和getPostMessage(Runnable r)之后，getPostMessage(Runnable r)方法会m.callback = r将Runnable赋值给Message的 callback 属性。 再结合handleCallback(msg)的源码，会直接调用Message的 callback 属性 （ Runnable ） 。 -
2.
mCallback.handleMessage(msg)：这里的mCallback,就是 实例化 Handler 的时候需要传入的callback。这也是 Handler 的一种使用方法之一 ( Ps: 在实例化的时候，传入构造参数 Handler.Callback 去处理消息。)。 -
3.
handleMessage(msg)：让重写的 handleMessage(Message msg) 去处理消息。