现如今，在android里面的异步通信一般都是用RxJava来完成，这当然是很好的办法，但是我觉得，有时候学习一下官方提供的解决方案，能让你更好的理解android的机制，同时通过对官方解决方案的理解，也能促使你更好的理解其它的第三方框架
1、Handler与MessageQueue、Looper之间的关系
其实在平常的开发中，如果我们只需要用Handler来进行UI组件的状态的更新的话，那么我们可以不用管MessageQueue和Looper的，因为这两个对象的实例在UI线程创建时在ActivityThread的main()方法中就已经被创建，并不需要我们来管，我们只需要操作Handler就可以，但是我们要探究在子线程中Hander调用sendMessage()或者post()方法之后为什么操作就回到了Ui线程，就需要理解它们三者的关系了，下面是详细的介绍
1、简单而言，Looper的职责在于创建创建一个MessageQueue消息循环对象，并且通过开启一个无限循环，从MessageQueue消息队列中获取消息，然后传递给Handler对象，如果我们要利用三者从头开始构建一个异步通信过程，那么Looper的初始化将是第一步，下面通过源码进行分析：
public static void prepare() {
prepare(true);
}
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
Looper的构造方法是私有化的，要创建Looper对象实例，需要通过prepare()方法，从上面代码可以看出，首先会通过sThreadLocal.get()来获取Looper对象实例，如果存在，就会抛出异常，这代表一个线程中只能有一个Looper对象实例，其中sThreadLocal是一个ThreadLocal实例，用来保存Looper对象，以线程为key，关于它的用法可查阅相关资料。接下来如果获取的对象为null，则通过sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed))将创建的Looper对象保存，下面分析Looper的构造方法
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
在Looper的构造方法中，主要操作就是创建一个MessageQueue对象，到这里，消息的循环队列就被创建了，Looper对象也被创建了，接下来就是Looper对象怎么来从MessageQueue队列中获取消息呢？
public static void loop() {
//获取当前线程的Looper对象
final Looper me = myLooper();
//判断当前Looper对象是否存在，不存在则抛出异常
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
//获取MessageQueue对象
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
//无限循环，从MessageQueue中获取消息对象
for (;;) {
//从消息队列中获取消息对象
Message msg = queue.next(); // might block
//如果为null，则阻塞
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.isTagEnabled(traceTag)) {
Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
}
try {
//这里的msg.target其实就是Handler的对象实例
msg.target.dispatchMessage(msg);
} finally {
if (traceTag != 0) {
Trace.traceEnd(traceTag);
}
}
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycleUnchecked();
}
}
以上是Looper对象循环获取消息队列中的消息的方法，本人在代码中必要的地方已经做了注释，应该可以理解，这个方法的主要作用就是构建一个无限循环，不断从MessageQueue队列中获取消息，然后将消息对象通过dispatchMessage()方法传递给Handler对象,到现在，Looper已经开始循环从MessageQueue中获取消息对象了，也就是说，Looper实例和MessageQueue实例都已经创建，那么接下来就需要创建Handler的实例了，创建Handler有两种方式(其实是一样的方式，只是在发送消息时调用的方法不同)，代码如下：
//第一种
private Handler mHandler1 = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
}
};
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 0x111;
msg.obj = ...
mHandler1.sendMessage(msg);
//第二种
private Handler mHandler2 = new Handler();
mHandler2.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
}
});
以上就是创建Handler对象以及发送消息的一般使用，我们进入Handler的源码看看在创建实例的过程中做了什么
public Handler() {
this(null, false);
}
public Handler(Callback callback, boolean async) {
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对象
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException("Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
//获取MessageQueue对象
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
在创建Handler对象的过程中，主要是获取了当前线程Looper对象以及MessageQueen对象，比较好理解，接下来就是第一种发送消息的过程分析：
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
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) {
//在Handler创建时获取到的MessageQueen对象
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);
}
//最终调用MessageQueen中的enqueueMessage()方法，将消息放进消息队//列
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
进过各种return，最终会调用到enqueueMessage()方法，在该方法里，会将消息，以及发送时的时间传递给MessageQueen队列，最终放进消息队列中。并且，会将自身赋值给msg.target属性，前面提到的msg.target属性就在这里赋值的了。而第二种发送消息的方式如下：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
//到这里，其实跟第一种方式就是一样的了
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
上面的代码中，会调用到sendMessageDelayed()方法，其实，到这里，跟第一种方式就是一样的了，最终调用的都是enqueueMessage()方法将消息放进消息队列中，唯一不同的是，这个Message对象是通过getPostMessage(r)方法来构造的
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}
在该方法中，构造了一个Message消息对象，并且将我们传进去的Runnable实例赋值给Message对象中的callback属性，因此，我们在使用post方式时，并不会创建新的线程。现在，已经知道了消息的发送过程，那么接下来就看看在MessageQueue中，是怎么把消息放进消息队列的，代码如下：
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
.........
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(msg.target + " sending message to a Handler on adead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
msg.recycle();
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
//队列中没有消息，将消息对象作为头放进队列中
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
//循环查找出合适的插入位置
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
//如果已经已经到队列最后一个或者时间已经比p的时间少了，那么代表找到了插入的位置，跳出循环
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
//将消息对象插入到队列中
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
上面将消息对象放进消息队列的方法，主要是根据时间的先后将消息放进队列中，这样，发送消息的全过程已经分析完了，那么接下来就是取消息了，前面说到，Looper对象调用loop()方法后，会无限循环地从消息队列中获取数据，通过MessageQueen对象中的next()方法来获取消息队列中的消息，下面分析该方法
Message next() {
....
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
//这是一个native方法，实际作用就是通过Native层的MessageQueue阻塞nextPollTimeoutMillis毫秒的时间。若是nextPollTimeoutMillis为-1，这时候消息队列处于等待状态
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
//这个判断是为了过滤不属于该Handler处理的msg
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
//根据时间取出消息
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
// Next message is not ready. Set a timeout to wake up when it is ready.
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 {
//如果消息队列中没有消息，将nextPollTimeoutMillis设为-1，下次循环消息队列则处于等待状态
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
}
}
以上的方法我们注意一下中文注释的那些就差不多了，主要作用就是根据我们设置的时间取出消息对象，到目前为止，已经从消息队列中获取到消息了，那么就回到了Looper对象中的loop()方法，前面loop()方法中，当获取到消息对象之后最终会msg.target.dispatchMessage(msg)操作，将消息对象传递给Handler对象中dispatchMessage()方法，而如果是在更新UI组件这一种的场景下，loop()方法的调用是在UI线程中的，那么其实在这里已经完成了线程的切换，回到了UI线程中，其它场景类似，所以当执行到Handler中的dispatchMessage()方法，那么已经回到了主线程，下面分析dispatchMessage()方法
public void dispatchMessage(Message msg) {
//首先判断Message对象的callback属性是否为null，这个属性的设置是在Handler调用post(Runnable r)方法的时候设置的，就是Runnable对象
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
上面的方法会分两种情况，如果是使用了Handler的post()方法，那么代表着msg.callback将不会为null，因此就会调用handleCallback(msg)方法，在handleCallback(msg)方法中的操作是message.callback.run()，也就是调用了post(Runnable r)中的Runnable对象中的run()方法，而第二种使用最终调用handleMessage(msg)方法，但是handleMessage(msg)是一个空实现，所以就需要重写该方法来进行具体的实现。到现在，整个的流程已经分析完毕了
总结
Looper对象和MessageQueue对象在一个线程中只能有一个，而Handler对象则可以是多个，一个Looper对象和MessageQueue对象可以被多个Handler绑定，它们之间的关系大概可以理解为：Looper负责消息队列的创建，从消息队列中获取消息，MessageQueue负责存储消息对象，Handler负责管理消息的发送和收到消息后的逻辑处理
