在《Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面》中，我们讲到使用Thread+Handler的方式来实现界面的更新，其实是在非UI线程发送消息到UI线程，通知UI线程进行界面更新，这一篇我们将深入学习Android线程间通讯的实现原理。
概述：Android使用消息机制实现线程间的通信，线程通过Looper建立自己的消息循环，MessageQueue是FIFO的消息队列，Looper负责从MessageQueue中取出消息，并且分发到消息指定目标Handler对象。Handler对象绑定到线程的局部变量Looper，封装了发送消息和处理消息的接口。
例子：在介绍原理之前，我们先介绍Android线程通讯的一个例子，这个例子实现点击按钮之后从主线程发送消息"hello"到另外一个名为CustomThread 的线程。
代码下载
LooperThreadActivity.java
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package com.zhuozhuo;
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import android.app.Activity;
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import android.os.Bundle;
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import android.os.Handler;
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import android.os.Looper;
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import android.os.Message;
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import android.util.Log;
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import android.view.View;
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import android.view.View.OnClickListener;
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public class LooperThreadActivity extends Activity{
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/** Called when the activity is first created. */
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private final int MSG_HELLO = 0;
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private Handler mHandler;
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@Override
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public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
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super.onCreate(savedInstanceState);
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setContentView(R.layout.main);
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new CustomThread().start();//新建并启动CustomThread实例
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findViewById(R.id.send_btn).setOnClickListener(new OnClickListener() {
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@Override
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public void onClick(View v) {//点击界面时发送消息
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String str = "hello";
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Log.d("Test", "MainThread is ready to send msg:" + str);
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mHandler.obtainMessage(MSG_HELLO, str).sendToTarget();//发送消息到CustomThread实例
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}
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});
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}
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class CustomThread extends Thread {
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@Override
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public void run() {
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//建立消息循环的步骤
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Looper.prepare();//1、初始化Looper
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mHandler = new Handler(){//2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象
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public void handleMessage (Message msg) {//3、定义处理消息的方法
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switch(msg.what) {
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case MSG_HELLO:
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Log.d("Test", "CustomThread receive msg:" + (String) msg.obj);
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}
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}
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};
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Looper.loop();//4、启动消息循环
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}
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}
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}
main.xml
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
02
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
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android:orientation="vertical"
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android:layout_width="fill_parent"
05
android:layout_height="fill_parent"
06
>
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<TextView
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android:layout_width="fill_parent"
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android:layout_height="wrap_content"
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android:text="@string/hello"
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/>
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<Button android:text="发送消息" android:id="@+id/send_btn"android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content"></Button>
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</LinearLayout>
Log打印结果：
原理：
我们看到，为一个线程建立消息循环有四个步骤：
1、 初始化Looper
2、 绑定handler到CustomThread实例的Looper对象
3、 定义处理消息的方法
4、 启动消息循环
下面我们以这个例子为线索，深入Android源代码，说明Android Framework是如何建立消息循环，并对消息进行分发的。
1、 初始化Looper : Looper.prepare()
Looper.java
1
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
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public static final void prepare() {
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if (sThreadLocal.get() != null) {
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throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
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}
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sThreadLocal.set(new Looper());
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}
一个线程在调用Looper的静态方法prepare()时，这个线程会新建一个Looper对象，并放入到线程的局部变量中，而这个变量是不和其他线程共享的（关于ThreadLocal的介绍）。下面我们看看Looper()这个构造函数：
Looper.java
1
final MessageQueue mQueue;
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private Looper() {
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mQueue = new MessageQueue();
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mRun = true;
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mThread = Thread.currentThread();
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}
可以看到在Looper的构造函数中，创建了一个消息队列对象mQueue，此时，调用Looper. prepare()的线程就建立起一个消息循环的对象（此时还没开始进行消息循环）。
2、 绑定handler到CustomThread实例的Looper对象 : mHandler= new Handler()
Handler.java
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final MessageQueue mQueue;
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final Looper mLooper;
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public Handler() {
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if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
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final Class<? extends Handler> klass = getClass();
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if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
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(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
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Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
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klass.getCanonicalName());
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}
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}
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mLooper = Looper.myLooper();
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if (mLooper == null) {
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throw new RuntimeException(
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"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
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}
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mQueue = mLooper.mQueue;
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mCallback = null;
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}
Handler通过mLooper = Looper.myLooper();绑定到线程的局部变量Looper上去，同时Handler通过mQueue =mLooper.mQueue;获得线程的消息队列。此时，Handler就绑定到创建此Handler对象的线程的消息队列上了。
3、定义处理消息的方法：Override public void handleMessage (Message msg){}
子类需要覆盖这个方法，实现接受到消息后的处理方法。
4、启动消息循环 ： Looper.loop()
所有准备工作都准备好了，是时候启动消息循环了！Looper的静态方法loop()实现了消息循环。
Looper.java
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public static final void loop() {
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Looper me = myLooper();
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MessageQueue queue = me.mQueue;
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// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
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// and keep track of what that identity token actually is.
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Binder.clearCallingIdentity();
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final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
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while (true) {
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Message msg = queue.next(); // might block
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//if (!me.mRun) {
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//break;
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//}
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if (msg != null) {
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if (msg.target == null) {
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// No target is a magic identifier for the quit message.
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return;
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}
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if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
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">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
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+ msg.callback + ": " + msg.what
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);
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msg.target.dispatchMessage(msg);
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if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
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"<<<<< Finished to" + msg.target + " "
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+ msg.callback);
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// Make sure that during the course of dispatching the
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// identity of the thread wasn't corrupted.
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final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
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if (ident != newIdent) {
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Log.wtf("Looper", "Thread identity changed from 0x"
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+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
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+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
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+ msg.target.getClass().getName() + " "
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+ msg.callback + " what=" + msg.what);
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}
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msg.recycle();
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}
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}
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}
while(true)体现了消息循环中的 循环 ，Looper会在循环体中调用queue.next()获取消息队列中需要处理的下一条消息。当msg != null且msg.target != null时，调用msg.target.dispatchMessage(msg);分发消息，当分发完成后，调用msg.recycle();回收消息。
msg.target是一个handler对象，表示需要处理这个消息的handler对象。Handler的void dispatchMessage(Message msg)方法如下：
Handler.java
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public void dispatchMessage(Message msg) {
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if (msg.callback != null) {
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handleCallback(msg);
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} else {
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if (mCallback != null) {
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if (mCallback.handleMessage(msg)) {
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return;
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}
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}
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handleMessage(msg);
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}
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}
可见，当msg.callback== null 并且mCallback == null时，这个例子是由handleMessage(msg);处理消息，上面我们说到子类覆盖这个方法可以实现消息的具体处理过程。
总结：从上面的分析过程可知，消息循环的核心是Looper，Looper持有消息队列MessageQueue对象，一个线程可以把Looper设为该线程的局部变量，这就相当于这个线程建立了一个对应的消息队列。Handler的作用就是封装发送消息和处理消息的过程，让其他线程只需要操作Handler就可以发消息给创建Handler的线程。由此可以知道，在上一篇《Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面》中，UI线程在创建的时候就建立了消息循环(在ActivityThread的public static final void main(String[] args)方法中实现)，因此我们可以在其他线程给UI线程的handler发送消息，达到更新UI的目的。
