概述
在Android中，很多地方是通过消息机制驱动的，例如线程间通信、四大组件的启动等等。
消息机制中主要涉及 的类有：Handler&Looper&MessageQueue&Message,其中Handler可以说是消息机制提供给Java层的上层接口
概念模型
Handler怎么进行线程通信，原理是什么？
消息机制其实并不是Android系统独有的设计，在很多系统设计中都可以看到消息机制的身影，
例如IOS的runLoop、Web的Ajax和Spring的消息队列等。在所有系统设计的消息机制里都会有生产者与消费者的概念，如下模型：
其中
消息缓冲区的具体实现可以是栈&队列，因为队列（特别是优先级队列）是最常见的， 所以很多情况都会直接将消息缓冲区称为消息队列。
架构图
【类图】
- Looper里组合了MessageQueue消息队列，创建Looper的同事也创建了MessageQueue
- MessageQueue里组合了待处理的Message链表
- Message持有用于处理消息的Handler（target）
- Handler被创建时需要聚合Looper与MessageQueue，默认使用的是当前线程的Looper
消息的享元模式
消息机制里需要频繁创建消息对象（Message），因此消息对象需要使用享元模式来缓存，以避免重复分配&回收内存，具体来说，Message使用的是有容量限制的、无头节点的单链表的对象池：
Handler核心源码分析
2.1 启动消息循环
- Looper如何在子线程中创建？
要在哪个线程启动消息循环， 就需要在该线程执行Looper.prepare()&Looper.loop()。只有调用Looper.loop()之后，消息循环才算真正运转起来了，具体来说，启动消息循环的分为两种情况：主线程消息循环&子线程消息循环，前者由Framework启动，而后者需要我们自己启动： - 主线程消息循环
可以看到，在应用启动时，Framework已经为主线程开启了消息循环，后续我们熟悉的startActivity&startService都是通过主线程消息循环来驱动的。 - 子线程消息循环
在子线程开启消息循环，我们需要自己调用Looper.prepare() & Looper.loop()。可以直接创建线程，或者使用HandlerThread，后者主要考虑的多线程中获取Looper的同步问题。
小结一下：
创建Handler的代码需要放在Looper.prepare(); & Looper.loop();中间执行，这是因为创建Handler对象时需要聚合Looper对象（默认使用的是当前线程的Looper），而只有执行Looper.prepare()之后，才会创建该线程私有的Looper对象，否则创建Handler会抛异常。 - Looper线程唯一性
问：说一下Looper、handler、线程间的关系，例如一个线程可以对应几个Looper、几个Handler?
问：ThreadLocal的原理，以及在Looper是如何应用的？
每个线程只允许调用一次Looper.prepare()，否则会抛异常，这样设计是因为一个Looper对应了一个消息循环，而一个线程进行多个消息循环是没有意义的（一个线程不可能同时进行两个死循环）。那么Handler是如何保证Looper线程唯一性的呢？
答：首先，Handler主要利用了ThreadLocal在每个线程单独存储副本的特性，保证了一个ThreadLocal<Looper>在不同线程存取的Looper对象相互独立；其次，ThreadLocal是Looper的一个static final变量，这样就保证了整个进程中sThreadLocal对象不可变；第三，Looper.prepare()判断在一个线程里重复调用，则会抛出异常。
消息发送
- 问：Handler.post(Runable) 是如何执行的？
- 问：Handler.sendMessage()和Handler.postDelay()的区别？
- 多个Handler发消息时，消息队列如何保证线程安全？
- 为什么MessageQueue不设置消息上限？
消息发送的API非常多，最终它们都会调用到Handler.sendMessageAtTime(Message msg,long uptimeMillis)，内部会交给MessageQueue.enqueue(Message msg,long when)处理，梳理如下：
小结一下：
- 每个消息的处理时间
(when)不一样（SystemClock.uptimeMillis() + delayMill） - 消息入队时，根据消息的处理时间
（when）做插入排序，队头的消息就是最需要执行的消息 - 当消息队列不为空时（一般不需要唤醒），只有当开启同步屏障后第一个异步消息需要唤醒（开启同步屏障会在队首插入一个占位消息，此时消息队列不为空，但是线程可能是阻塞的）。
消息获取
- 问：消息队列无消息会怎么样？为什么block不会ANR？
- 问：Looper死循环为什么不会ANR？
- 问：Looper死循环为什么不阻塞主线程？
- 问：Handler内存泄露的原因？
消息入队后，Looper所在线程就会被唤醒（如果被堵塞），以继续消息循环。
在消息循环中，Looper.loop()会死循环从MessageQueue获取队首消息，因为消息已经按照处理时间(when)排序，所以每次获取的都是when最小的消息：
至于Looper死循环为什么不会ANR？
消息队列中无消息怎么处理 block
nativePollOnce 值为-1 表示无限等待，让出cpu时间片给其它线程，本线程等待
0 表示无需等待直接返回
nativePollOnce -> epoll(linux) -> linux层的messagequeue
msg -> 5s -> ANRmsg
ANR:
5秒内没有响应输入事件，比如按键、屏幕触摸
10秒内没有处理广播
本质：消息队列中其他消息耗时，按键或广播没有及时处理
根本原因不是线程在睡眠，而是消息队列被其他耗时消息堵塞，导致按键或广播消息没有及时处理。
Handler内存泄露的原因
MessageQueue持有Message，Message持有activity
delay多久，message就会持有activity多久
方法：静态内部类、弱引用
取到一个消息时，如果when还不到，则有限等待（nextPollTimeoutMills）nativePoll() 如果消息队列没有消息，则无限等待nativePoll(-1),而消息入队时，会执行nativeWake() ，quit也会nativeWake,唤醒Looper所在线程=> messagequeue返回null=> Looper退出
消息分发
- 问：Message.callback与Handler.callback 哪个优先？
- 问：Handler.callback和handlermessage()都存在，但callback返回true，handlerMessage（）还会执行么？
获取需要执行的消息之后，将调用 msg.target.dispatchMessage(msg);处理消息。
public void dispatchMessage(Message msg){
if(msg.callback !=null){//1.设置了Message.Callback(Runable)
handleCallback(msg)
}else{
if(mCallback !=null){//2.设置了 Handler.Callback(Callback)
if(mCallback.handleMessage(msg)){
return;
}
}
//3.未设置Handler.Callback 或返回 false
handleMessage(msg);
}
}
public interface Callback{
public boolean handleMessage(Message msg);
}
可以看到，除了在Handler.handleMessage(...)中处理消息外，Handler机制还提供了两个Callback来增加消息处理的灵活性。具体来说，若设置了Message.Callback则优先执行，否则判断Handler.Callback的返回结果，如果返回false，则最后分发到Handler.handleMessage(...)
终止消息循环
quit：
mQuitting =true;
removeAllMessage()
nativeWake()唤醒，程序从nativePollOnce(-1)开始执行
主程序Looper不允许退出quit() 抛异常 mQuitAllowed =false
ActivityThread.main Looper.loop() 之后抛异常
原因：是handler驱动的机制，所有的事件都需要Handler处理，例如LAUNCH_ACTIVITY等
Handler同步屏障机制
同步屏障（SyncBarrier）是Handler用来筛选高低优先级消息的机制，即：当开启同步屏障时，高优先级的异步消息优先处理。
同步屏障可以通过
MessageQueue.postSyncBarrier函数来设置。该方法发送了一个没有target的Message到Queue中，在next方法中获取消息时，如果发现没有target的message，则在一定的时间内跳过同步消息，优先执行异步消息。换句话说，同步屏障为Handler消息机制增加了一种简单的优先级机制，异步消息的优先级要高于同步消息。在创建Handler时有一个async参数，传true表示此Handler发送的是异步消息。ViewRootImpl.scheduleTraversals方法就是使用了同步屏障，保证UI绘制优先执行。
IdleHandler 机制
问：IdleHandler是什么？怎么使用，能解决什么问题？
闲时机制，IdleHandler是一个回调接口，可以通过MessageQueue的addIdleHandler添加实现类。当MessageQueue中的任务暂时处理完了（没有新任务或者下一个任务延时在之后），这个时候会回调这个接口，
返回false，那么就会移除它，
返回true就会在下次message处理完了的时候继续回调。
相关链接 ：
https://www.jianshu.com/p/1dc73c8ab6a1
https://mp.weixin.qq.com/s/mR7XIVbaKsB4q-Rxe1ip2g
Handler应用场景
- HandlerThread
Handler都是早Looper所在线程创建的，但是有时候我们在其他线程中创建Looper所在现场的Handler，就需要考虑同步问题，使用HandlerThread可以简化这种同步处理：
既然设计多个线程的通信，会有同步的问题，Android为了简化Handler的创建过程，提供了HandlerThread类
Looper.loop()为什么不会阻塞主线程
Android 是基于事件驱动的，即所有Activity的生命周期都是通过Handler事件驱动的。looper方法中会调用MessageQueue的next方法获取下一个message，当没有消息时，基于Linux pipe/epoll 机制会阻塞在loop的queue.next()中的nvtivePollOnce()方法里，并不会消耗CPU
事件只会阻塞Looper，而Looper不会阻塞事件。
