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Android的消息机制

主线程Looper从消息队列读取消息，当读完所有消息时，主线程阻塞。子线程往消息队列发送消息，并且往管道文件写数据，主线程即被唤醒，从管道文件读取数据，主线程被唤醒只是为了读取消息，当消息读取完毕，再次睡眠。因此loop的循环并不会对CPU性能有过多的消耗。

思考题：

1.ViewRootImpl如何验证UI操作是否来自于UI线程？

2.Android系统为什么限制子线程进行UI操作？

3.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会报什么样的错误？如何解决这个问题？

4.ThreadLoacl的工作原理和使用场景。

Handler简介

Handler是Android消息机制的上层接口；通过Handler可以轻松的将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行。具体的使用场景如下：

有时候需要在工作线程执行耗时的I/O操作，操作完成后需要在UI上做出一些响应，由于安卓开发 规范的限制工作线程是不能直接访问UI控件的，否则就会触发系统异常。这个时候可以通过在主线程中创建的Handler将更新UI的操作切换到主线程中执行。

本质上来说，Handler并不是专门用于更新UI的，他只是常常被开发者用于更新UI。

Handler的运行机制

Android的消息机制主要是指Handler的运行机制。

Handler的运行需要底层MessageQueue和Looper的支撑。

Message：消息对象；具体结构，稍后介绍

MessageQueue：消息队列。内部存储一组消息,以队列的形式对外提供插入（enqueueMessage）和移除（next）的接口；实质上是采用单链表(插入和删除比较有优势)的结构存储消息列表。

Looper:消息循环对象。Looper会以无限循环的形式去查找是否有新的消息，有则处理，否则就一直处于wait状态。（Looper怎么保证每个线程只存在一个 ThreadLoacl的相关概念）

Hanlder核心类在UML中的体现

以上的主要的组成单元了解完毕之后，剩下的部分就是详细的了解。Handler是如何有机的将这些整合在一起的。（这里着重源码层面的分析）

Handler核心类的源码分析

构造器部分

从源码来看Handler具有7个构造器，看起来Handler构造器很复杂，其实不然。实际上Hanlder只有两个真正的构造器，其他的5个均为缺省构造器，即通过this方法来调用两个真实的构造器。

如上图所示，五个缺省的构造器，旨在为在不同的应用场景下创建Handler提供快捷构造的方案。根据使用场景可以大致分为两种场景：

1，不需要传入Looper对象的主线程；

2，需要传入Looper对象的工作线程（工作线程中，创建Handler进行线程间通信）；

主线程创建时用到的构造器分析

这里需要注意的是Looper类中的静态方法myLooper()的实现细节，因为涉及到了面试中常问的ThreadLocal的工作原理和使用场景，面试中一定要注意。

在这个主线程使用的Handler构造器中不需要传入Looper的原因是因为主线程在应用启动的时候已经为我们创建了Looper对象了。这样的一个话的结论未免有些空洞，下面的代码可以说明这一点。

ThreadLocal的基本原理？？？

先上结论，分析下Handler中发送消息的代码发现，几乎所有的发送方法都是直接或者间接的调用setMessageAtTime方法实现。这里有一个例外方法sendMessageAtFrontOfQueue，该方法的目的是进入队列的头部，因此将msg.when设置为0(正常情况下when为系统启动时间的毫秒数+delayMillis)，通过该操作实现添加到消息队列的队头，除此之外与setMessageAtTime方法并无差别；因此这里着重分析该方法如何将消息存入MessageQueue中。

MessageQueue方法对消息的管理是通过单向链表实现消息队列的管理。进入队列的方法是enqueueMessage(Message msg, long when)。实现细节上，第一种情况为插入队首的情况，如当前队列为null、新插入的Message对象when为0或者小于队首的when属性时。具体代码如下图。

第二种情况是遍历队列，插入when小于next.when的位置或者队尾。具体代码如下图。

至此插入队列的操作介绍完毕。

消息的轮询机制

根据轮询（loop）的代码可以发现，一旦messageQueue的next方法返回null,轮询就结束了，如果next方法不堵塞的话，Looper就无法持续的工作。怎么解决这个问题呢。这里就涉及到Linux中的进程间通信的机制-管道（pipe）。原理：在内存中有一个特殊的文件，这个文件有两个句柄（引用），一个是读取句柄，一个是写入句柄。重点就在与mPtr 这个指针。因此MessageQueue的next方法进行堵塞。

消息队列中没有消息则轮询结束，当调用Handler的发送消息的方法进行消息发送时会唤醒Looper进行消息的轮询，具体消息的分发（Handler的CallBack负责）和处理由Handler（handleMessage）来负责。

大致流程介绍完毕。

Ｈａｎｄｌｅｒ这里其实还是只讲到了源码层面，不算真正的底层实现。真正的底层实现涉及到的Ｌｉｎｕｘ知识我还需要进一步的研读。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。