源码基于安卓8.0分析结果
关键类ActivityThread、Handler、Looper、Message、MessageQueue
- ActivityThread中的流程：应用程序入口是在ActivityThread的main方法中，程序启动，底层去调用C/C++去调用main方法
ActivityThread中的main的方法
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将当前线程初始化为一个活套，将其标记为
*应用程序的主要活套。应用程序的主要套接字
*是由Android环境创建的，所以您永远不需要
*自己调用这个函数
*/
public static void main(String[] args) {
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) { sMainThreadHandler = thread.getHandler(); }
//if(false){}之类的语句，这种写法是方便调试的，通过一个标志就可以控制某些代码是否执行，比如说是否输出一些系统的Log
if (false) { myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread")); }
Looper.loop();
}Looper.prepareMainLooper();方法
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14////Looper的prepare方法，并且关联到主线程
public static void prepareMainLooper() {
//Only one Looper may be created per thread"
// false意思不允许我们程序员退出（面向我们开发者），因为这是在主线程里面
// TODO: 2018/5/17
prepare(false);
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
//把Looper设置为主线程的Looper
sMainLooper = myLooper();
}
}关于prepare（false）方法： Only one Looper may be created per thread 也就是说，一个线程只有一个Looper对象，要不然会抛出异常
1 | private static void prepare(boolean quitAllowed) { |
- 关于ThreadLocal的set方法，可以找到ThreadLocal的构造函数，底层的实现是一个Entry的数组.
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14ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
//1、ThreadLocal的set方法
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
//2、ThreadLocal的createMap方法
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
ThreadLocalMap的构造函数里面有一个长度为16的Entry的数组，当然这个机制和HashMap差不多，也有扩容机制,就是当容器装不下了，在此的基础上增加一倍的长度，同时把原来的数据copy到新的Entry数组中1
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8//3、ThreadLocal的构造函数
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);
}
ThreadLocalMap的（扩容机制）Double the capacity of the table.1
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30/**
* Double the capacity of the table.
*/
private void resize() {
Entry[] oldTab = table;
int oldLen = oldTab.length;
int newLen = oldLen * 2;
Entry[] newTab = new Entry[newLen];
int count = 0;
for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
Entry e = oldTab[j];
if (e != null) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null; // Help the GC
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
while (newTab[h] != null)
h = nextIndex(h, newLen);
newTab[h] = e;
count++;
}
}
}
setThreshold(newLen);
size = count;
table = newTab;
}
- 同时关注Entry的类，可以发现这是WeakReference的子类，关系到了弱引用：弱引用是比软引用更弱的一种的引用的类型，只有弱引用指向的对象的生命周期更短，当垃圾回收器扫描到只有具有弱引用的对象的时候，不敢当前空间是否不足，都会对弱引用对象进行回收，不太明白的可以看我另外一篇文章 安卓代码、图片、布局、网络和电量优化
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8static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
为什么我要提起它？？？可能我理解的不太准确，肯定不太准确，在我现在工作中，维护和开发一个硬件的应用早餐机（用户通过App预定早餐，第二天早上去机器上取早餐），就像蜂巢的快递柜一样，取早餐的机器，在深圳工作的大佬，可能也许看见过我们的机器，PLC、安卓、物联网这篇文章有详细的介绍。在测试过程中，由于App常驻在前台，有几率导致App直接挂掉，通过日志发现是内存不足，直接kill了这个App，我想这里可能就是这个原因，这个一个弱应用，只要虚拟机扫描导致这里了，我不管你了，我直接把你回收掉。仅仅是个人的理解，同时我们安卓的开发板也不太稳定，如果在这一点有见解的大佬，欢迎讨论，谢谢了
Looper.loop();根据我们的常识知道，如果程序没有死循环的话，执行完main函数（比如构建视图等等代码）以后就会立马退出了。之所以我们的APP能够一直运行着，就是因为Looper.loop()里面是一个死循环
- 1、 首先拿到Looper对象（me），如果当前的线程没有Looper，那么就会抛出异常， // TODO: 2018/5/17 在子线程中创建handler的话，需要looper也要准备好 ，要不然会报错。这就是为什么在子线程里面创建Handler如果不手动创建和启动Looper会报错的原因
- 这个Looper对象就是通过sThreadLocal.get();细心的话可以发现前面已经sThreadLocal.set()
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3public static @Nullable Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}
- 这个Looper对象就是通过sThreadLocal.get();细心的话可以发现前面已经sThreadLocal.set()
- 2、然后拿到Looper的成员变量MessageQueue，在MessageQueue里面不断地去取消息，关于MessageQueue的next方法如下：如果这个msg为null的，这个结束掉这个
- 3、msg.target.dispatchMessage(msg)就是处理消息，紧接着在loop方法的最后调用了msg.recycleUnchecked()这就是回收了Message。
- 4、我们平时写Handler的时候不需要我们手动回收，因为谷歌的工程师已经有考虑到这方面的问题了。消息是在Handler分发处理之后就会被自动回收的：
- 1、 首先拿到Looper对象（me），如果当前的线程没有Looper，那么就会抛出异常， // TODO: 2018/5/17 在子线程中创建handler的话，需要looper也要准备好 ，要不然会报错。这就是为什么在子线程里面创建Handler如果不手动创建和启动Looper会报错的原因
1 | public static void loop() { |
- 关于Message类
1、对象是实现了Parcelable接口的，因为Message消息可能需要跨进程通信，这时候就需要进程序列化以及反序列化操作了。1
public final class Message implements Parcelable Message
2、obtain()得到Message对象，其中的设计模式享元模式：我见过最好的Demo,理解：采用一个共享类避免大量拥有相同的内容的“小类的开销”
享元模式德优缺点：优点在于大幅度的降低内存中对象的数量，但是，它做到这一点代价优点高，享元模式使得系统更加复杂为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得一些程序逻辑更加的复杂享元模式将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行的时间稍微变长，更多的Demo可以看这篇文章二十三种设计模式1
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13public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}
3、消息的回收机制方法一:这个方法调用的时机是在MessageQueueen中。MessageQueueen.queueMessage(Message msg, long when)1
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10public void recycle() {
if (isInUse()) {
if (gCheckRecycle) {
throw new IllegalStateException("This message cannot be recycled because it "
+ "is still in use.");
}
return;
}
recycleUnchecked();
}
4、消息的回收机制方法二:调用的地方是在 Looper.loop();谷歌的工程师帮我们调用，所以我们在开发过程中，没有去调用这个消息回收，哈哈，向谷歌致敬，同时这个方法也会在recycle中调用。1
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23void recycleUnchecked() {
// Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
// Clear out all other details.
flags = FLAG_IN_USE;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
sendingUid = -1;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
- 关于MessageQueue类
1、 Message next() 方法:看到消息的取出用到了一些native方法，这样做是为了获得更高的效率，消息的去取出并不是直接就从队列的头部取出的，而是根据了消息的when时间参数有关的，因为我们可以发送延时消息、也可以发送一个指定时间点的消息- 1、for循环的使用native 方法
- 2、根据时间戳获取消息
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106Message next() {
final long ptr = mPtr;
if (ptr == 0) {
return null;
}
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;
//防止被反射修改了这个标记，直接写出for循环
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
//native 方法
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
//拿到当前的时间戳
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
//判断头指针的Target（Handler是否为空（因为头指针只是一个指针的作用））
if (msg != null && msg.target == null) {
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {
//遍历下一条Message
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//还没有到执行的时间
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
//到了执行时间，直接返回
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
//拿出消息，断开链表
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
// Process the quit message now that all pending messages have been handled.
if (mQuitting) {
dispose();
return null;
}
// If first time idle, then get the number of idlers to run.
// Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
// in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
if (pendingIdleHandlerCount < 0
&& (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
// No idle handlers to run. Loop and wait some more.
mBlocked = true;
continue;
}
if (mPendingIdleHandlers == null) {
mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
}
// Run the idle handlers.
// We only ever reach this code block during the first iteration.
for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler
boolean keep = false;
try {
keep = idler.queueIdle();
} catch (Throwable t) {
Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
}
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// While calling an idle handler, a new message could have been delivered
// so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}
2、 boolean enqueueMessage(Message msg, long when)方法中调用了 msg.recycle();1
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18 boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
// TODO: 2018/5/21 在这里调用的 释放消息
msg.recycle();
return false;
}
}
2、quit的方法: Looper.myLooper().quit();调用的就是下面的方法 只不过safe==false1
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24void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
//置位正在退出的标志
mQuitting = true;
//清空所有消息
if (safe) {
//安全的（系统的），未来未处理的消息都移除
removeAllFutureMessagesLocked();
} else {
//如果是不安全的，例如我们自己定义的消息，就一次性全部移除掉
removeAllMessagesLocked();
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
nativeWake(mPtr);
}
}
安全的（系统的），未来未处理的消息都移除
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30private void removeAllFutureMessagesLocked() {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message p = mMessages;
if (p != null) {
if (p.when > now) {
//如果所有消息都处理完了，就一次性把全部消息移除掉
removeAllMessagesLocked();
} else {
//否则就通过for循环拿到还没有把还没有执行的Message，利用do循环
//把这些未处理的消息通过recycleUnchecked方法回收，放回到消息池里面
Message n;
for (;;) {
n = p.next;
if (n == null) {
return;
}
if (n.when > now) {
break;
}
p = n;
}
p.next = null;
do {
p = n;
n = p.next;
p.recycleUnchecked();
} while (n != null);
}
}
}如果是不安全的，例如我们自己定义的消息，就一次性全部移除掉
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9private void removeAllMessagesLocked() {
Message p = mMessages;
while (p != null) {
Message n = p.next;
p.recycleUnchecked();
p = n;
}
mMessages = null;
}关于Handler发送消息流程
通过一个Handler发送一个延迟5s的消息，
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6innerHandler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//todo
}
},5000);调用到Handler中的postDelayed方法
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3public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis) {
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);
}getPostMessage(r)方法:通过obtain得到一个Message的对象
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5private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;
return m;
}sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis):这里的delayMillis的时间小于0的话，也会为0
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7public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}关于sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)；SystemClock.uptimeMillis() 系统的时间返回为milliseconds==毫秒，在这个方法就可以看出，MessageQueue不可获取
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10public 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);
}那么关于mQueue何时初始化的呢，请看代码分析
1、我们平时都是new Handler（），开始使用的1
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3public Handler() {
this(null, false);
}直接调用了这里的方法，同时这个构造方法是Hide了的，在外界调用不掉，为啥把它Handler，我还不太懂，反正可以注意到 mQueue = mLooper.mQueue; 原MessageQueue是在Looper中初始化的，ok，往下走
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19public 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());
}
}
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}
Looper的构造方法，可以看到MessageQueue初始化1
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4private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
那么Looper又在哪里初始化的呢:通过代码可以发现prepare()方法中初始化，通过前面的代码的分析又在ActivityThread中的main方法，通过调用Looper.prepareMainLooper（）方法1
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5private 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));
关于enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);其实也就是调用到MessageQueue.enqueueMessage方法
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7private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}关于MessageQueue.enqueueMessage():对msg一些的赋值，同时呢，也调用了，本地方法，这样性能很高，如果真的需要看懂源码的流程，一定打个断点，一步步的走下去，就可以看到很良好的结果。
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68boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
//1、目标为空，那么抛出异常
if (msg.target == null) {
throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
}
//2、如果这个消息已经被使用了的话，也抛出异常
// /*package*/ boolean isInUse() {
// return ((flags & FLAG_IN_USE) == FLAG_IN_USE);
// }
if (msg.isInUse()) {
throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
}
synchronized (this) {
//3、如果是退出了，就是App退出了，退出了的标记
if (mQuitting) {
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
// TODO: 2018/5/21 在这里调用的 释放消息
msg.recycle();
return false;
}
//4、标记它正在使用中，
msg.markInUse();
//5、当前的时间
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// 6、新的头，如果阻塞，唤醒事件队列。
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
//插入队列中间。通常我们不必醒来
//增加事件队列，除非队列头上有障碍物。
//消息是队列中最早的异步消息。
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
//7、for保持消息的不断的移动
for (;;) {
//前一个消息，如果走到这里，那么这个p不会为null
prev = p;
//把这个消息下一个赋值给P，如果下个值为null的话，就直接break
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
//8、需要醒来，同时消息是异步的
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
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;
}这样MessageQueue.next() 方法,就不断的取出Message，做相应的动作,
- 如何分发消息呢？还得看Looper.loop()方法
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8public static void loop() {
//前面省略了方法
for (;;) {
//这样MessageQueue.next() 方法,就不断的取出Message
Message msg = queue.next(); // might block
msg.target.dispatchMessage(msg);
//省略了方法
}
Handle system messages here. 这样就把消息分发下去了！1
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* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
// TODO: 2018/5/17
//这个callback呢，即使他妈的一个线程
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
//两个都没有的话，就去把这个消息发送到handleMessage中去
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
说明几点
- 1、 安卓的程序的入口的函数是ActivityThread.main()，反正每个App启动都会经过它，具体为啥，我也不清楚
2、首先初始化的是Looper，Looper的构造方法初始化MessageQueue，然后ThreadLocal.set()方法保存，原来是ThreadLocal里面有个ThreadLocalMap容器，底层的原理和HashMap差不多，有个初始长度为16的Entry数组，也有扩容机制
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4private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}- 3、由于Entry继承的是一个WeakReference类，那么是弱应用的子类，当内存不足，扫描到这里，就不被回收，导致App被kill，系统回到Launch，（当然这仅仅是我的假设，不正确），安卓系统不会把内置的软件给kill，不如说时间，主题，launch，如果要杀，就只能杀开发者的应用了
- 4、在ActivityThread.main()后，有个Looper.loop(),可以得出在：子线程中创建handler的话，需要looper也要准备好 ，要不然会报错。这就是为什么在子线程里面创建Handler如果不手动创建和启动Looper会报错的原因
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7final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
// TODO: 2018/5/17 在子线程中创建handler的话，需要looper也要准备好 ，要不然会报错
// 1、 首先拿到Looper对象（me），如果当前的线程没有Looper，那么就会抛出异常，
// 这就是为什么在子线程里面创建Handler如果不手动创建和启动Looper会报错的原因
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
5、程序能够不断的运行着的原因，是Looper.loop中是一个死循环，当消息队列没有消息了，程序就会退出
6、消息的分发msg.target.dispatchMessage(msg); msg.target其实就是Handler对象，可以看到分发消息的最终结果，也可以从这里表明Message的使用有好多种可能。
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15public void dispatchMessage(Message msg) {
// TODO: 2018/5/17
//这个callback呢，即使他妈的一个线程
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
//两个都没有的话，就去把这个消息发送到handleMessage中去
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}7、Message中，目前是我见过享元模式最好的实现的方式。更多的Demo可以看这篇文章二十三种设计模式
- 8、为啥没有消息回收，因为谷歌工程师，已经帮我们做了。致敬谷歌
- 9、MessageQueue.next()，使用的是本地方法，因为效率的问题，需要更高的效率，所以需要本地，原理说实话，我想扯一下，看了好多文档，发现我自己也不明白，反正不是我们常规的队列中取出，而是根据when时间参数有关。
- 10、Handler，发送消息的姿势很多（注意是姿势），需要不断的尝试，在集合源码，就可以发现新大陆
11、后续会讲到View的绘制啊
RESUME_ACTIVITYactivity获取焦点，底层通过的也是Handler，在ActivityThread 内部类H 继承的是Handler，这里也是View绘制的开始，后续会写一篇文章分析。1
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8private class H extends Handler{
public void handleMessage(Message msg) {
case RESUME_ACTIVITY:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityResume");
SomeArgs args = (SomeArgs) msg.obj;
handleResumeActivity((IBinder) args.arg1, true, args.argi1 != 0, true,
}
}12、退出程序其实就是
mLooper.myLooper().quit();1
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7case EXIT_APPLICATION:
if (mInitialApplication != null) {
mInitialApplication.onTerminate();
}
//退出Looper的循环 这里实际上是调用了MessageQueue的quit，清空所有Message。
mLooper.myLooper().quit();
break;13、
handler正确的使用的姿势，可以看这篇文章安卓代码、图片、布局、网络和电量优化
