Android的訊息機制
Android的訊息機制主要是指Handler的執行機制，Handler的執行需要底層的MessageQueue和Looper的支撐。MessageQueue的內部採用單鏈表的資料結構來儲存訊息列表。Looper會以無限迴圈的形式去查詢是否有新訊息，如果有的話就處理訊息，否則就一直等待。Looper中有一個特殊的概念，就是ThreadLocal，ThreadLocal並不是執行緒，它的作用是可以在每個執行緒中儲存資料。Handler建立的時候會使用當前執行緒的Looper來構造訊息迴圈系統，Handler在內部就是通過使用ThreadLocal來獲取每個執行緒的Looper。
執行緒預設是沒有Looper的，如果需要使用Handler就必須為執行緒建立Looper。在主執行緒中可以直接使用Handler是因為主執行緒就是ActivityThread，ActivityThread被建立時就會初始化Looper。
Handler訊息機制概述
Handler的主要作用是 將一個任務切換到某個指定的執行緒中去執行 。
問：為什麼Android不允許在子執行緒中訪問UI呢？
答：Android的UI控制元件不是執行緒安全的，如果在多執行緒中併發訪問可能會導致UI控制元件處於不可預期的狀態。
問：為什麼Android系統不給UI控制元件的訪問加上鎖機制呢？
答：1.加上鎖機制會讓UI訪問的邏輯變得複雜。2.鎖機制會降低UI訪問的效率，因為鎖機制會阻塞某些執行緒的執行。鑑於這兩個缺點，最簡單高效的方法就是採用單執行緒模型來處理UI操作，對於開發者來說只需要通過Handler切換一下UI訪問的執行執行緒即可。
ThreadLocal的工作原理
ThreadLocal是一個執行緒內部的資料儲存類，通過它可以在指定的執行緒中儲存資料，資料儲存以後，只有在指定執行緒中可以獲取到儲存的資料，對於其他執行緒來說則無法獲取到資料。ThreadLocal另一個使用場景是複雜邏輯下的物件傳遞。下面通過列子程式碼來說明。
package com.tom.threadlocaldemo;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
public class ThreadLocalDemo extends AppCompatActivity {
private ThreadLocal<Boolean> mBooleanThreadLocal = new ThreadLocal<>();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_thread_local_demo);
mBooleanThreadLocal.set(true);
Log.d("ThreadLocal","主執行緒 ：" + mBooleanThreadLocal.get());
new Thread("子執行緒 1"){
@Override
public void run() {
mBooleanThreadLocal.set(false);
Log.d("ThreadLocal","子執行緒 1 ：" + mBooleanThreadLocal.get());
}
}.start();
new Thread("子執行緒 2"){
@Override
public void run() {
Log.d("ThreadLocal","子執行緒 2 ：" + mBooleanThreadLocal.get());
}
}.start();
}
}
執行並檢視輸入日誌，結果如下圖：
ThreadLocal執行結果
在主執行緒中設定了mBooleanThreadLocal的值為true，在子執行緒1中設定為false，在子執行緒2中沒有設定，通過get方法，分別獲取到的值為true，false，null，符合預期結果。
ThreadLocal的值在table陣列中的儲存位置總是為ThreadLocal的reference欄位所標識的物件的下一個位置，例如ThreadLocal的reference物件在table陣列中的索引為index，那麼ThreadLocal的值在table陣列中的索引就是index + 1。最終ThreadLocal的值將會被儲存在table陣列中：table[index +1] = value。
關於ThreadLocal的原始碼解析，可以檢視任老師的書。
訊息佇列的工作原理
訊息佇列在Android中指的是MessageQueue，MessageQueue主要包含兩個操作：插入和讀取。讀取操作本身會伴隨著刪除操作，插入的方法為enqueueMessage，往訊息佇列中插入一條資訊，讀取的方法為next，從訊息佇列中取出一條訊息並將其從訊息佇列中刪除。MessageQueue是通過一個單鏈表的資料結構來維護的。
Looper的工作原理
Handler的工作需要Looper，沒有Looper的執行緒就會報錯，通過Looper.prepare()可以為當前執行緒建立一個Looper,接著通過Looper.loop()來開啟訊息迴圈。
new Thread("子執行緒"){
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();
Looper.loop();
}
}.start();
Looper除了prepare方法外，還提供了prepareMainLooper方法，這個方法主要是給主執行緒也就是ActivityThread建立Looper使用的，其本質也是通過prepare方法來實現的。由於主執行緒的Looper比較特殊，所以Looper提供了一個getMainLooper方法，通過它可以在任何地方獲取到主執行緒的Looper。Looper提供了quit和quitSafely來退出一個Looper，quit會直接退出Looper，而quitSafely只是設定一個退出標記，然後把訊息佇列中的已有訊息處理完畢後才安全的退出。在執行quit或者quitSafely方法後，Handler的sendMessage方法會返回false。在子執行緒中，如果手動為其建立了Looper，在所有事情完成以後應該呼叫quit方法來終止訊息迴圈，否則這個子執行緒就會一直處於等待的狀態，而如果退出Looper以後，這個執行緒就會立刻終止，因此建議不需要的時候終止Looper。
原始碼中quit和quitSafely方法的區別，二者都是呼叫了MessageQueue的quit方法，只是引數傳遞不同，傳true的時候呼叫removeAllFutureMessagesLocked()方法，false的時候呼叫removeAllMessagesLocked()，具體的可以在原始碼中檢視。
public void quit() {
mQueue.quit(false);
}
public void quitSafely() {
mQueue.quit(true);
}
loop方法是一個死迴圈，唯一跳出迴圈的方式是MessageQueue的next方法返回了null。當Looper的quit方法被呼叫時，Looper就會呼叫MessageQueue的quit或者quitSafely方法來通知訊息佇列退出，當訊息佇列被標記為退出狀態時，它的next方法就會返回null。
Handler的工作原理
Handler的工作主要包括訊息的傳送和接收過程。訊息的傳送可以通過post的一系列方法以及send的一系列方法來實現，post的一系列方法最終是通過send的一系列方法來實現的。
Handler傳送訊息的過程僅僅是向訊息佇列中插入了一條訊息，MessageQueue的next方法就會返回這條訊息給Looper，Looper收到訊息後就開始處理了，最終訊息由Looper交由Handler處理，即Handler的dispatchMessage方法會被呼叫，這時Handler就進入了處理訊息的階段。
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}