简述1: Android机制中有个限制，子线程是不能够访问UI的，否则会报错。而主线程中不允许执行耗时操作，因为如果在一定的时间没有处理完，就会阻塞主线程而出现ANR异常。所以一些耗时的任务，比如IO流读写，网络请求等操作就需要创建一个子线程中去处理，任务结束后如果涉及到UI的更新操作，就必需再切换到主线程中去做后续的处理。而这个线程的切换就用到了Handle这么一个机制。
简述2:Hander机制的四个重要成员：Looper Handler Message MessageQueue。大致流程就是 ：
1.先在在当前线程中，创建一个Looper对象，此时在其内部也会创建一个MessageQueue，并把这个Looper对象保存到当前线程的sThreadLocal中。
2.在当前线程中，创建一个Hander对象并重写handMessage()方法，创建Handler对象的过程中会从sThreadLocal取到当前线程的looper对象以及其中的MessageQueue,这样handler对象中就有这个MessageQueue了。
3.Looper.loop(),进行轮询即是不停的取Looper内部的MessageQueue中的消息，如果消息队列中没有消息则会阻塞。
4.当在某个其他的线程中调用handler.handeMessage(msg)发送一个消息的时候，这个msg就会把这个handler包装到msg中，并将这个msg添加到这个MessageQueue中。此时创建此handler对象的线程中，对应的Looper就会轮询到这个msg,并调用这个handler的handleMessage()方法去处理对应的逻辑。
5.由于这个looper的轮询是在创建这个looper对象的线程中，所以就实现了线程的切换。
注意：
1.handler发送的消息，做所以能被对应的looper轮询到，是因为他们都拥有同一个MessageQueue。
2.之所以不会出现不同线程的handler和looper的错乱，是因为Looper的存取是通过sThreadLocal进行的。Handler和Looper基于同一个线程创建的，并共有同一个消息队列。
上面叙述的流程其实也包含了一些原理,下面我们来分析一下源码去更好更全面的理解这些步骤：
1.首先Looper的创建是通过调用Looper.prepare();方法：
public static void prepare() {
prepare(true);
}
//初始化Looper,并把这个对象存储到sThreadLocal这个对象中去。
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
//quitAllowed 代表是否允许Looper的退出。 一般都允许，主线程除外。
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
//下面代码是创建Looper对象，此时构造参数中会创建mQueue消息队列，并得到当前的线程mThread。
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
ThreadLocal知识点：这个类是用来存储各种泛型的数据对象，和其他存储工具类不一样的是，同一个mThreadLocal对象在不同的线程中进行数据的存取操作是相互独立的，即是每个线程都有这个mThreadLocal副本，他们各存各的，各用各的，互不干扰。Looper类中的sThreadLocal这个对象是静态全局的变量，他可以在各个线程中对创建的Looper对象进行存储和获取。他互不干扰的原因就是他存取使用的key是当前的线程，即实现了Looper和Threader的一一对应。下面看看源码吧：
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
//存储数据：获取当前的线程，然后调用getMap(t)方法获取ThreadLocalMap对象
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
//然后根据当前线程 t 取出这个线程t的ThreaLocaMap对象，然后调用 set方法进行存储
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table; //创建一个数组
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);//根据当前的sThreadLocal，通过算法计算出一个i即是index角标
tab[i] = new Entry(key, value); //然后将此线程中的sThreadLocal和Looper封装成Entry并赋值给table数组的index
int sz = ++size; //到此及完成了存储
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
如果是第一次用，getMap为空，需要重新创建一个ThreadLocalMap对象，并赋值给这个r的threadLocals变量，在new对象的过程中完成存储，和上面一样的。
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
思路：获取当前线程 ---> 然后找这个线程对应的ThreadLocalMap对象 -----> 在对象获取数组table---->将value封装成生成Entry并存储到table[i]里。
取数据和存数据原理一样就是逆着来：所以同一个sThreadLocal对象，在不同线程中取到的只是该线程下的looper对象，不会出现错乱，looper不错乱了。
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
2.Handler的创建
情况一：
Handler handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
源码：
public Handler() {
this(null, false);
}
//这个过程就将looper和handler绑在了一条线程上，并共用一个messageQueue消息队列。由于一个线程的looper是确定的，所以这个线程的handler也是确定的。
public Handler(Callback callback, boolean async) {
mLooper = Looper.myLooper();//获取当前线程的Looper
if (mLooper == null) { //所以在此线程中创建handler之前一定确保此线程中已经创建looper对象
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
情况二：实现了Handler.Callback这个接口中的handleMessage()方法
Handler handler=new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
return false;
}
});
情况三：此时handler所在的线程即是Looper.myLooper()所在的线程。
Handler handler=new Handler(Looper.myLooper(), new Handler.Callback() { @Override public boolean handleMessage(Message msg) { return false; } }) 或 Handler handler=new Handler(Looper.getMainLooper()){ @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); } };
3.发送消息：
情况一：send发送
handler.sendEmptyMessage(100);
情况二：其实也是把Runnable打包到Message中去了，即是Message.callback==Message.runnable,然后再send发送
handler.post(new Runnable() {
@Override
public void 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;
}
所以我们接着看send方法：
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
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); }
//MessageQueue消息队列添加发送过来的消息，如果之前处于阻塞状态，则会激活。否则就直接往里面添加消息。
//MessageQueue 是通过单链表的结构来维护消息的，效率高。
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
.......
synchronized (this) {
if (mQuitting) {//如果looper调用了quie ，消息队列也调用quit(),此时mQuitting=true消息队列退出并释放。
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// 消息队列为空的时候，指针指头
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
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;
}
//如果之前MessageQueue是处于阻塞状态，当有新消息插入的时候，会唤醒MessageQueue，从而继续轮询读取 Msg和处理
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
4.Looper.poop()；轮询读取MessageQueue中的消息，并且进行处理。先进添加的先处理。
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
final MessageQueue queue = me.mQueue;
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // 从当前线程获取looper,并得到messageQueue，然后调用其next()不停的取数据
if (msg == null) {
// 如果队列中没有消息，则messageQueue会阻塞，从而导致loop()的阻塞
return;
}
...............
//如果有消息就会调用msg 中的handler（即是发送消息的handler）中的dispatchMessage（msg）去处理。
msg.target.dispatchMessage(msg);
..............
}
先看消息队列是咋取消息的：
Message next() {
.......
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
//第二个参数代表等待多久又返回。0则无需等到直接返回，如果是-1 则会阻塞。直到重新有消息添加唤醒。
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
.....
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
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 {
//没有消息则为-1，下次循环便会阻塞
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
}
}
再看看handler.dispatchMessage()是咋处理消息的：（他是在loop轮询的线程处理的，也就是创建looper,handler的线程，所以便实现了切换线程的目的）
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {//如果是post（Runnable），此时msg.callback==runnable,则执行runnable任务
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {//如果创建handler的构造传handle.CallBack，则优先执行其中的handMeaasge(msg)
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);//否则执行 重写的handMessage（msg）；
}
}
Looper的退出：
public void quit() {
mQueue.quit(false);
}
void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
mQuitting = true;
if (safe) {
removeAllFutureMessagesLocked();//安全退出，执行完所有的msg，队列退出
} else {
removeAllMessagesLocked();//直接退出
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
nativeWake(mPtr);
}
}
注意：如果是手动创建的Looper,则任务执行完需要调用quit()退出，否则Looper会一直处于轮询状态，消耗性能。