Android Handler完全解读

一，概述

Handler在Android中比较基础，本文笔者将对此机制做一个完全解读。读者可简单参考上述类图与时序图，便于后续理解。

二，源码解读

1，主线程伊始

众所周知，通过Zygote的fork方式，新创建的子进程通过反射获取到ActivityThread的main静态方法，作为caller在Zygote中使用，

我们跟进到ActivityThread#main

调用prepareMainLooper创建主线程looper，

很简单，通过ThreadLocal保证了线程唯一，

笔者在此啰嗦下ThreadLocal原理，Thread内部默认存在一个ThreadLocalMap，线程唯一。set处，通过将ThreadLocal对象作为key设置进Thread#threadLocalMap，下次get时从threadLocalMap将ThreadLocal对象作为key传入，便能获取到set的值。

我们继续分析Looper构造方法，

很简单，创建了一个消息队列，因此MessageQueue也是线程唯一。参数quitAllowed为false，主线程不允许退出。接下来的核心是loop方法，我们跟进。

此处存在无限循环，当loopOnce返回false时，才退出此循环。后面读者会知道，通过主动调用quite方法，此处将返回false。

2，消息的处理

MessageQueue#next是一个阻塞方法，当mQueue返回null时退出，否则会调用到如下逻辑

target是handler，跟进

msg.callback是通过handler.post方法设置的，因此handleCallback简单run，如果设置了mCallback，显然mCallback优先级高于handleMessage方法。

3，消息的到来

回到前述过程，MessageQueue#next方法，这非常重要，我们看下实现。

记住nextPollTimeoutMillis参数，这个是在下文计算nextPollTimeoutMillis值（队头的when字段与当前时间now作差值）。其实整个Looper的底层阻塞实现类似object.wait或condition.await方法，是通过epoll的epoll#await方法实现，epoll#await接收一个参数，当为0时无限等待，否则是一个超时阻塞方法，直到存在事件会唤醒，感兴趣的读者可以去主动了解下linux下的epoll多路复用机制。不过此处，读者简单理解为Object.wait/notify即可。

如果已经唤醒，检查到mMessage（消息头）存在target==null的情况，这就遇到了消息屏障，接下来的逻辑是往后遍历，直到发现一个异步消息，优先处理异步消息。而消息屏障的插入方法在MessageQueue#postSyncBarrier，通常是系统调用，如VIewRootImpl#performTrasfer方法。

笔者假设MessageQueue插入了一个延迟消息，这时MessageQueue内部调用nativeWake方法，nativePollOnce返回，但由于消息延迟，因此计算出nextPollTimeoutMillis重新进入超时阻塞，标记mBlocked为true。否则，返回此消息，标记mBlocked为false，因此此时MessageQueue已经退出阻塞状态，

因此完成了一轮消息处理，直到下次再调用到nativcePollOnce方法进入阻塞。

4，quit相关

通过设置mQuittig为true，然后调用nativeWake将阻塞状态的Queue唤醒，

返回null，进而让Looper#loopOnce返回false，进而退出looper，笔者在这里解释下safe参数。

当safe为true时，只移除msg.when>SystemClock.updateMillis（now）的消息，即当前的消息在执行完毕后才退出，否则移除全部消息，直接退出。

三，相关热门问题的回答

1，主线程Looper.loop无限阻塞不会产生ANR吗？

不会，anr的本质是处理消息超时，此处的阻塞还没有新消息，怎么可能ANR。那消息是怎么到来的呢？一般是用户操控了手机，引发传感器逻辑，system_service进行处理，将要执行的事务通过Binder通知给对应App进程，如ActivityThread#H这个handler，通过Looper发送一个消息，而引发了消息处理的过程。

2，quit和quitSafey区别

是否执行当前when字段满足条件的消息，safe为true时执行，否则不执行。

3，消息屏障是什么？

target为null的消息，优先让异步消息执行。

4，Looper线程唯一吗？

唯一，通过ThreadLocal实现。

5，MessageQueue内部的队列是什么形式？

单链表的优先级队列，Message#when字段作为权重。

如下，从队头开始向后遍历，找到第一个大于when字段的消息A，插入到A的前面。