Android消息机制

概述

在Android平台上，主要用到两种通信机制，即Binder机制和消息机制，前者用于跨进程通信，后者用于进程内部通信。

从技术实现上来说，消息机制还是比较简单的。从大的方面讲，不光是Android平台，各种平台的消息机制的原理基本上都是相近的，其中用到的主要概念大概有：

消息发送者；
消息队列；
消息处理循环。

示意图如下：

图中表达的基本意思是，消息发送者通过某种方式，将消息发送到某个消息队列里，同时还有一个消息处理循环，不断从消息队列里摘取消息，并进一步解析处理。

在Android平台上，把上图的左边部分包装成了一个Looper类，这个类的内部具有对应的消息队列（MessageQueue mQueue）和loop函数。

但是Looper只是个简单的类而已，它虽然提供了循环处理方面的成员函数loop()，却不能自己凭空地运行起来，而只能寄身于某个真实的线程。而且，每个线程最多只能运作一个Looper对象，这一点应该很容易理解。

Android平台上另一个关键类是Handler。当消息循环在其寄身的线程里正式运作后，外界就是通过Handler向消息循环发出事件的。当然，系统也允许多个Handler向同一个消息队列发送消息：

整个消息机制的轮廓也就是这些啦，下面我们来详细阐述。

Looper

Looper类的定义截选如下：

frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java

public final class Looper {
    private static final String TAG = "Looper";
 
    // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    private static Looper sMainLooper;  // guarded by Looper.class
 
    final MessageQueue mQueue;
    final Thread mThread;
 
    private Printer mLogging;
    . . .

我们知道一个线程是一段可执行的代码，当可执行代码执行完成后，线程生命周期便会终止，线程就会退出，那么做为App的主线程，如果代码段执行完了会怎样？，那么就会出现App启动后执行一段代码后就自动退出了，这是很不合理的。所以为了防止代码段被执行完，只能在代码中插入一个死循环，那么代码就不会被执行完，然后自动退出，怎么在在代码中插入一个死循环呢？那么Looper出现了，在主线程中调用Looper.prepare() Looper.loop()就会变当前线程变成Looper线程（可以先简单理解：无限循环不退出的线程），Looper.loop()方法里面有一段死循环的代码，所以主线程会进入while(true){…}的代码段跳不出来，但是主线程也不能什么都不做吧？其实所有做的事情都在while(true){…}里面做了，主线程会在死循环中不断等其他线程给它发消息（消息包括：Activity启动，生命周期，更新UI，控件事件等），一有消息就根据消息做相应的处理，Looper的另外一部分工作就是在循环代码中会不断从消息队列挨个拿出消息给主线程处理。

Handler

一般而言，运作Looper的线程会负责构造自己的Handler对象，当然，其他线程也可以针对某个Looper构造Handler对象。

Handler对象在构造时，不但会把Looper对象记录在它内部的mLooper成员变量中，还会把Looper对象的消息队列也一并记录，代码截选如下：

public Handler(Callback callback, boolean async) 
{
    . . . . . .
    mLooper = Looper.myLooper();   // 记录下Looper对象
    . . . . . .
    mQueue = mLooper.mQueue;        // 也记录下Looper对象的消息队列
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

我们也可以直接传入Looper对象，此时可以使用另一个构造函数：

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async) 
{
    mLooper = looper;                // 记录下Looper对象
    mQueue = looper.mQueue;         // 也记录下Looper对象的消息队列
    mCallback = callback;
    mAsynchronous = async;
}

以后，每当线程需要向消息队列发送消息时，只需调用Handler对象的sendMessage()等成员函数就可以了。

sendMessage()最终调用的是sendMessageAtTime()。

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);
    }

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

简单说来，只要一个线程可以获取另一个目标线程的某个Handler对象，它就具有了向目标线程发送消息的能力。不过，也只是发送消息而已，消息的真正处理却是在目标线程的消息循环里完成的。

前文已经说过，在Looper准备停当后，我们的线程会调用Looper.loop()，从而进入真正的循环机制。

public static void loop() {
	final Looper me = myLooper();
	final MessageQueue queue = me.mQueue;
	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
		final Printer logging = me.mLogging;
		if (logging != null) {
			logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
					msg.callback + ": " + msg.what);
		}

		final long traceTag = me.mTraceTag;
		if (traceTag != 0) {
			Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
		}
		try {
			msg.target.dispatchMessage(msg);
		} finally {
			if (traceTag != 0) {
				Trace.traceEnd(traceTag);
			}
		}
		msg.recycleUnchecked();
	}
}

loop()函数的代码流程非常简单，只不过是在一个for循环里不停从消息队列中摘取消息，而后调用msg.target.dispatchMessage()对消息进行派发处理而已。

这么看来，msg.target域就显得比较重要了，说穿了，这个域记录的其实就是当初向消息队列发送消息的那个handler啦。请大家注意msg.target = this;一句，记录的就是handler对象。

在实际运用handler时，大体有两种方式。一种方式是写一个继承于Handler的新类，并在新类里实现自己的handleMessage()成员函数；另一种方式是在创建匿名Handler对象时，直接修改handleMessage()成员函数。

MessageQueue

MessageQueue 存在的原因很简单，就是同一线程在同一时间只能处理一个消息，同一线程代码执行是不具有并发性，所以需要队列来保存消息和安排每个消息的处理顺序。多个其他线程往UI线程发送消息，UI线程必须把这些消息保持到一个列表（它同一时间不能处理那么多任务),然后挨个拿出来处理，这种设计很简单，我们平时写代码其实也经常这么做。每一个Looper线程都会维护这样一个队列，而且仅此一个，这个队列的消息只能由该线程处理。

在刚刚介绍Handler的sendMessageAtTime()时，我们已经看到最终会调用queue.enqueueMessage()来向消息队列打入消息。queue对应的类是MessageQueue，其定义截选如下：
frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java

public final class MessageQueue {
    // True if the message queue can be quit.
    private final boolean mQuitAllowed;
 
    @SuppressWarnings("unused")
    private int mPtr; // used by native code
 
    Message mMessages;  // 消息队列！
    private final ArrayList<IdleHandler> mIdleHandlers = new ArrayList<IdleHandler>();
    private IdleHandler[] mPendingIdleHandlers;
    private boolean mQuitting;
 
    // Indicates whether next() is blocked waiting in pollOnce() with a non-zero timeout.
    private boolean mBlocked;
 
    // The next barrier token.
    // Barriers are indicated by messages with a null target whose arg1 field carries the token.
    private int mNextBarrierToken;
 
    private native static int nativeInit();
    private native static void nativeDestroy(int ptr);
    private native static void nativePollOnce(int ptr, int timeoutMillis);
    private native static void nativeWake(int ptr);
    private native static boolean nativeIsIdling(int ptr);
    . . .

其中Message mMessages记录的就是一条消息链表。另外还有几个native函数，这就说明MessageQueue会通过JNI技术调用到底层代码。mMessages域记录着消息队列中所有Java层的实质消息。请大家注意，记录的只是Java层的消息，不包括C++层的。MessageQueue的示意图如下：

Message

Message 很简单了，你想让主线程做什么事，总要告诉它吧，总要传递点数据给它吧，Message就是这个载体。

源码分析

接下来我们会结合App主线程（UI线程）来讲解，从App启动后一步一步往下走分析整个Android的消息处理机制，首先在ActivityThread类有我们熟悉的main的函数，App启动的代码的入口就在这里，UI线程本来只是一个普通线程，在这里会把UI线程转换成Looper线程，什么是Looper线程，不急往下看就知道了。

public final class ActivityThread {
    public static final void main(String[] args) {
        ......
        Looper.prepareMainLooper();
        ......
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

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

首先执行的是 Looper.prepareMainLooper() 我们来看下Looper里面的这个方法做了什么？

注:看之前先稍微了解下ThreadLocal是什么？
ThreadLocal：线程本地存储区（Thread Local Storage，简称为TLS），每个线程都有自己的私有的本地存储区域，不同线程之间彼此不能访问对方的TLS区域。这里线程自己的本地存储区域存放是线程自己的Looper。具体看下ThreadLocal.java 的源码！

public final class Looper {
    // sThreadLocal 是static的变量，可以先简单理解它相当于map，key是线程，value是Looper，
    //那么你只要用当前的线程就能通过sThreadLocal获取当前线程所属的Looper。
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    //主线程（UI线程）的Looper 单独处理，是static类型的，通过下面的方法getMainLooper() 
    //可以方便的获取主线程的Looper。
    private static Looper sMainLooper; 

    //Looper 所属的线程的消息队列
    final MessageQueue mQueue;
    //Looper 所属的线程
    final Thread mThread;

    public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
         //如果线程的TLS已有数据，则会抛出异常，一个线程只能有一个Looper，prepare不能重复调用。
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        //往线程的TLS插入数据，简单理解相当于map.put(Thread.currentThread(),new Looper(quitAllowed));
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

    //实际上是调用  prepare(false)，并然后给sMainLooper赋值。
    public static void prepareMainLooper() {
        prepare(false);
        synchronized (Looper.class) {
            if (sMainLooper != null) {
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
            }
            sMainLooper = myLooper();
        }
    }
    //static 方法，方便获取主线程的Looper.
    public static Looper getMainLooper() {
        synchronized (Looper.class) {
            return sMainLooper;
        }
    }
    
    public static @Nullable Looper myLooper() {
        //具体看ThreadLocal类的源码的get方法，
        //简单理解相当于map.get(Thread.currentThread()) 获取当前线程的Looper
        return sThreadLocal.get();
    }
}

看了上面的代码（仔细看下注释），我们发现 Looper.prepareMainLooper()做的事件就是new了一个Looper实例并放入Looper类下面一个static的ThreadLocal<Looper> sThreadLocal静态变量中，同时给sMainLooper赋值,给sMainLooper赋值是为了方便通过Looper.getMainLooper()快速获取主线程的Looper，sMainLooper是主线程的Looper可能获取会比较频繁，避免每次都到 sThreadLocal 去查找获取。

接下来重点是看下Looper的构造函数，看看在new Looper的时候做了什么事？

private Looper(boolean quitAllowed) {
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
    mThread = Thread.currentThread();
}

看到没有，这时候给当前线程创建了消息队列MessageQueue，并且让Looper持有MessageQueue的引用。执行完Looper.prepareMainLooper() 之后，主线程从普通线程转成一个Looper线程。目前的主线程线程已经有一个Looper对象和一个消息队列mQueue,引用关系如下图：（主线程可以轻松获取它的Looper，主线程的Looper持有主线程消息队列的引用）

具体如何获取主线程的Looper对象和消息列表呢？

//在主线程中执行
mLooper = Looper.myLooper();
mQueue = mLooper.mQueue
//或者
mLooper=Looper.getMainLooper()

接下来回到ActivityThread 的main函数，执行完Looper.prepareMainLooper() 之后下一句代码是ActivityThread thread = new ActivityThread();这句话就是创建一下ActivityThread对象，这边需要注意的时候ActivityThread并不是一个线程，它并没有继承Thread，而只是一个普通的类public final class ActivityThread{...}ActivityThread的构造函数并没有做什么事只是初始化了资源管理器。

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ActivityThread() {
    mResourcesManager = ResourcesManager.getInstance();
}

接着往下看下一行代码

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ActivityThread thread = new ActivityThread();
//建立Binder通道 (创建新线程)
thread.attach(false);

thread.attach(false);便会创建一个Binder线程（具体是指ApplicationThread，该Binder线程会通过想 Handler将Message发送给主线程，之后讲)。我们之前提到主线程最后会进入无限循环当中，如果没有在进入死循环之前创建其他线程，那么待会谁会给主线程发消息呢？，没错就是在这里创建了这个线程，这个线程会接收来自系统服务发送来的一些事件封装了Message并发送给主线程，主线程在无限循环中从队列里拿到这些消息并处理这些消息。（Binder线程发生的消息包括LAUNCH_ACTIVITY，PAUSE_ACTIVITY 等等）

继续回到mian 函数的下一句代码Looper.loop() 那么重点来了，我们来看下Looper.loop()的源码：

public static void loop() {
    final Looper me = myLooper();  //获取TLS存储的Looper对象,获取当前线程的Looper 
    if (me == null) {
        throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
    }
 
    final MessageQueue queue = me.mQueue;  //获取Looper对象中的消息队列
    ....

    for (;;) { //主线程开启无限循环模式
        Message msg = queue.next(); //获取队列中的下一条消息，可能会线程阻塞
        if (msg == null) { //没有消息，则退出循环，退出消息循环，那么你的程序也就可以退出了
            return;
        }
        ....
        //分发Message，msg.target 是一个Handler对象，哪个Handler把这个Message发到队列里，
        //这个Message会持有这个Handler的引用，并放到自己的target变量中,这样就可以回调我们重写
        //的handler的handleMessage方法。
        msg.target.dispatchMessage(msg);
        ....
        ....
        msg.recycleUnchecked();  //将Message回收到消息池,下次要用的时候不需要重新创建，obtain()就可以了。
    }
}

上面的代码，大家具体看下注释，这时候主线程（UI线程）执行到这一步就进入了死循环，不断地去拿消息队列里面的消息出来处理？那么问题来了

UI线程一直在这个循环里跳不出来，主线程不会因为Looper.loop()里的死循环卡死吗，那还怎么执行其他的操作呢？

在looper启动后，主线程上执行的任何代码都是被looper从消息队列里取出来执行的。也就是说主线程之后都是通过其他线程给它发消息来实现执行其他操作的。生命周期的回调也是如此的，系统服务ActivityManagerService通过Binder发送IPC调用给APP进程，App进程接到到调用后，通过App进程的Binder线程给主线程的消息队列插入一条消息来实现的。
主线程是UI线程和用户交互的线程，优先级应该很高，主线程的死循环一直运行是不是会特别消耗CPU资源吗？App进程的其他线程怎么办？

这基本是一个类似生产者消费者的模型，简单说如果在主线程的MessageQueue没有消息时，就会阻塞在loop的queue.next()方法里，这时候主线程会释放CPU资源进入休眠状态，直到有下个消息进来时候就会唤醒主线程，在2.2 版本以前，这套机制是用我们熟悉的线程的wait和notify 来实现的，之后的版本涉及到Linux pipe/epoll机制，通过往pipe管道写端写入数据来唤醒主线程工作。原理类似于I/O,读写是堵塞的，不占用CPU资源。

所以上面代码的重点是queue.next() 的函数，其他的我们就不多说了，我们来看下queue.next()的源码（主要还是看注释）：

Message next() 
        final long ptr = mPtr;
        if (ptr == 0) {
            return null;
        }
        int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration

        //nextPollTimeoutMillis 表示nativePollOnce方法需要等待nextPollTimeoutMillis 
        //才会返回
        int nextPollTimeoutMillis = 0;
        for (;;) {
            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
                Binder.flushPendingCommands();
            }
            //读取消息，队列里没有消息有可能会堵塞，两种情况该方法才会返回(代码才能往下执行)
            //一种是等到有消息产生就会返回,
            //另一种是当等了nextPollTimeoutMillis时长后，nativePollOnce也会返回
            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
            //nativePollOnce 返回之后才能往下执行
            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) {
                    // 循环找到一条不是异步而且msg.target不为空的message
                    do {
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                }
                if (msg != null) {
                    if (now < msg.when) {
                       // 虽然有消息，但是还没有到运行的时候，像我们经常用的postDelay,
                       //计算出离执行时间还有多久赋值给nextPollTimeoutMillis，
                       //表示nativePollOnce方法要等待nextPollTimeoutMillis时长后返回
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, 
                        Integer.MAX_VALUE);
                    } else {
                        // 获取到消息
                        mBlocked = false;
                       //链表一些操作，获取msg并且删除该节点 
                        if (prevMsg != null) 
                            prevMsg.next = msg.next;
                        } else {
                            mMessages = msg.next;
                        }
                        msg.next = null；
                        msg.markInUse();
                        //返回拿到的消息
                        return msg;
                    }
                } else {
                    //没有消息，nextPollTimeoutMillis复位
                    nextPollTimeoutMillis = -1;
                }
                ...
                ...       
}

nativePollOnce()很重要，是一个native的函数，在native做了大量的工作，主要涉及到epoll机制的处理（在没有消息处理时阻塞在管道的读端），具体关于native相关的源码本篇文章不涉及，感兴趣的同学可以网上找找，有不少分析得比较深。

分析到这里，从应用启动创建Looper，创建消息队列，到进入loop方法执行无限循环中，那么这一块就告一段落了，主线程已经在死循环里轮询等待消息了，接下来我们就要再看看，系统是怎么发消息给主线程的，主线程是怎么处理这些个消息的？

在准备启动一个Activity的时候，系统服务进程下的ActivityManagerService（简称AMS）线程会通过Binder发送IPC调用给APP进程，App进程接到到调用后，通过App进程下的Binder线程最终调用ActivityThread类下面的scheduleLaunchActivity方法来准备启动Activity，看下scheduleLaunchActivity方法:

注：Binder线程：具体是指ApplicationThread，在App进程中接受系统进程传递过来的信息的线程（在主线程进入死循环之前创建了这个线程）。

//这个方法不是在主线程调用，是Binder线程下调用的
  public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,
                ActivityInfo info, Configuration curConfig, Configuration overrideConfig,
                CompatibilityInfo compatInfo, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
                int procState, Bundle state, PersistableBundle persistentState,
                List<ResultInfo> pendingResults, List<ReferrerIntent> pendingNewIntents,
                boolean notResumed, boolean isForward, ProfilerInfo profilerInfo) {

            updateProcessState(procState, false);

            ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();

            r.token = token;
            r.ident = ident;
            r.intent = intent;
            r.referrer = referrer;
            r.voiceInteractor = voiceInteractor;
            r.activityInfo = info;
            r.compatInfo = compatInfo;
            r.state = state;
            r.persistentState = persistentState;

            r.pendingResults = pendingResults;
            r.pendingIntents = pendingNewIntents;

            r.startsNotResumed = notResumed;
            r.isForward = isForward;

            r.profilerInfo = profilerInfo;

            r.overrideConfig = overrideConfig;
            updatePendingConfiguration(curConfig);

            sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);
  }

把启动一些信息封装成ActivityClientRecord之后，最后一句调用sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);我们接着往下看:

private void sendMessage(int what, Object obj) {
        sendMessage(what, obj, 0, 0, false);
    }
private void sendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2, boolean async) {
         Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        msg.obj = obj;
        msg.arg1 = arg1;
        msg.arg2 = arg2;
        if (async) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        mH.sendMessage(msg);
    }

看到没有，最后启动Activity的信息都封装一个Message，但是这里有个问题了，之前在分析main函数的时候，完全没给出往主线程消息队列插入消息的方式，这里有了消息，但是怎么发到主线程的消息队列呢？最后一句又是重点mH.sendMessage(msg); mH 是什么呢？难道是Handler，我们来看下它是什么东西？
我们看了下ActivityThread 的成员变量，发现一句初始化的代码

1	final H mH = new H();

继续往下看H是什么？

public final class ActivityThread{
     ....
     final H mH = new H();
     ....
     private class H extends Handler {
     ....
     ....
     public void handleMessage(Message msg) {
            if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + codeToString(msg.what));
            switch (msg.what) {
                case LAUNCH_ACTIVITY: {
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");
                    final ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord) msg.obj;

                    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
                            r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
                    handleLaunchActivity(r, null);
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                } break;
                case RELAUNCH_ACTIVITY: {
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityRestart");
                    ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;
                    handleRelaunchActivity(r);
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                } break;
                case PAUSE_ACTIVITY:
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityPause");
                    handlePauseActivity((IBinder)msg.obj, false, (msg.arg1&1) != 0, msg.arg2,
                            (msg.arg1&2) != 0);
                    maybeSnapshot();
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                    break;
                   .....
         }
         .....
         .....
     }
}

H 果不出其然是Handler，而且是ActivityThread的内部类，看了一下它的handleMessage 方法，LAUNCH_ACTIVITY、PAUSE_ACTIVITY、RESUME_ACTIVITY…好多好多，H 类帮我们处理了好多生命周期的事情。那么再回到mH.sendMessage(msg)这句代码上，在Binder线程执行mH.sendMessage(msg)，由主线程创建的Handler mH实例发送消息到主线程的消息队列里，消息队列从无到有，主线程堵塞被唤醒，主线程loop拿到消息，并回调mH的handleMessage 方法处理LAUNCH_ACTIVITY 等消息。从而实现Activity的启动。

讲到这里，基本一个启动流程分析完了，大家可能比较想知道的是 mH.sendMessage(msg); 关于Hanlder是怎么把消息发到主线程的消息队列的？我们接下来就讲解下Handler，首先看下Handler的源码！我们先来看看我们经常用的Handler的无参构造函数，实际调用的是Handler(Callback callback, boolean async)构造函数

public Handler() {
        this(null, false);
 }
 public Handler(Callback callback, boolean async) {
        //不是static 发出可能内存泄露的警告！
        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());
            }
        }
        //获取当前线程的Looper，还记得前面讲过 Looper.myLooper()方法了吗？
        //Looper.myLooper()内部实现可以先简单理解成：map.get(Thread.currentThread()) 
        //获取当前线程的Looper
        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            //当前线程不是Looper 线程，没有调用Looper.prepare()给线程创建Looper对象
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        //让Handler 持有当前线程消息队列的引用
        mQueue = mLooper.mQueue;
        //这些callback先不管，主要用于handler的消息发送的回调，优先级是比handlerMessage高，但是不常用
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
}

上面的代码说明了下面几个问题：

Handler 对象在哪个线程下构建（Handler的构造函数在哪个线程下调用），那么Handler 就会持有这个线程的Looper引用和这个线程的消息队列的引用。因为持有这个线程的消息队列的引用，意味着这个Handler对象可以在任意其他线程给该线程的消息队列添加消息，也意味着Handler的handlerMessage 肯定也是在该线程执行的。
如果该线程不是Looper线程，在这个线程new Handler 就会报错！
上面两点综合说明了下面一段很常见的代码：把普通线程转成Looper线程的代码，为什么在Looper.prepare()和Looper.loop()中间要创建Handler:

class LooperThread extends Thread {
       //其他线程可以通过mHandler这个引用给该线程的消息队列添加消息
       public Handler mHandler;
       public void run() {
            Looper.prepare();
            //需要在线程进入死循环之前，创建一个Handler实例供外界线程给自己发消息
            mHandler = new Handler() {
                public void handleMessage(Message msg) {
                    //Handler 对象在这个线程构建，那么handleMessage的方法就在这个线程执行
                }
            };
            Looper.loop();
        }
}

那么接下来，我们接着往下看Handler的sendMessage(msg)方法，这个方法也是比较重要的，也比较常用，Handler 有很多sendXXXX开头的方法sendMessageAtTime、sendEmptyMessageDelayed、sendEmptyMessage等等，都是用来给消息队列添加消息的，那么这些方法最终都会调用enqueueMessage来实现消息进入队列：

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        //这句话很重要，让消息持有当前Handler的引用，在消息被Looper线程轮询到的时候
        //回调handler的handleMessage方法
        msg.target = this;
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //调用MessageQueue 的enqueueMessage 方法把消息放入队列
        return queue.MessageQueue(msg, uptimeMillis);
    }

我们再来看下MessageQueue 的enqueueMessage(msg, uptimeMillis)方法：

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        // msg 必须有target也就是必须有handler
        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.");
        }
        //插入消息队列的时候需要做同步，因为会有多个线程同时做往这个队列插入消息
        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();
            //when 表示这个消息执行的时间，队列是按照消息执行时间排序的
            //如果handler调用的是postDelay那么when=SystemClock.uptimeMillis()+delayMillis
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // p==null 表示当前消息队列没有消息
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                //需要唤醒主线程，如果队列没有元素，主线程会堵塞在管道的读端，这时
                //候队列突然有消息了，就会往管道写入字符，唤醒主线程
                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;
                //将消息放到队列的确切位置，队列是按照msg的when 排序的，链表操作自己看咯
                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;
            }

            // 如果需要唤醒Looper线程，这里调用native的方法实现epoll机制唤醒线程，我们就不在深入探讨了
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

最后我们再看下Handler 的dispatchMessage方法,这个方法在Looper线程从消息队列拿出来的时候，通过msg.target.dispatchMessage(msg)调用的。

/**
    * Handle system messages here.
    */
   public void dispatchMessage(Message msg) {
       //优先调用callback方法
       if (msg.callback != null) {
           handleCallback(msg);
       } else {
           if (mCallback != null) {
               if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                   return;
               }
           }
           //最后会回调我们重写的handleMessage 方法
           handleMessage(msg);
       }
   }

到这里，整个Android的消息处理机制Java层内容基本讲解完毕了。

参考：

https://blog.csdn.net/codefly/article/details/48415303

https://www.jianshu.com/p/02962454adf7