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一切从 Android 的 Handler 讲起（三）：Looper 的唯一性——ThreadLocal

肥柴在起始篇：一切从 Android 的 Handler 讲起（一）：Handler 工作机制中提及到，一个 Looper 对应一个线程，也就是说，Looper 在线程上具备唯一性。

那么问题来了，Handler 底层是如何来实现 Looper 的唯一性的呢？

肥柴决定从 Looper 的源码入手，我们知道一个线程的 Looper 的创建是调用 Looper 的 prepare 方法，那我们就从这里开始下手。

    /** Looper.class */

    @UnsupportedAppUsage
    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

    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));
    }

可以很清楚的看到，prepare 方法中，通过一个 ThreadLocal 来保证了 Looper 在线程上的唯一性。

我们再来看看 Looper 的构造函数，可以发现，Looper 构造函数内创建了对应的 MessageQueue，也就是我们常说的，一个线程只有一个 Looper，MessageQueue 在 Looper 对应的线程内。

    /** Looper.class */

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

ThreadLocal 是提供了在与当前线程绑定的局部变量，不同线程都会取到不同的值的工具类，这在一些并发、变量传递等场景下非常好用。肥柴继续发出疑问：那 ThreadLocal 内部又是通过什么样的原理来做到不同线程取不同的值的呢？

我们从 ThreadLocal 的 get 和 set 源码入手来了解其原理。

    /** ThreadLocal.class */

    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        /** 注释1 */
        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();
    }

    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        /** 注释2 */
        return t.threadLocals;
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        /** 注释3 */
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

无论是 ThreadLocal 的 get 方法还是 set 方法，其原理思路就是：

1、获取当前 Thread；

2、获取当前 Thread 对应的 ThreadLocalMap（注释 1），包括了设置（注释 2）、先创建后设置（注释 3）两种；

3、以 ThreadLocal 为 Key，需要保存的 value 为 ThreadLocalMap 的 value，保存到对应的 ThreadLocalMap（一个非常类似于 HashMap 的结构）中或者从其中取出；

基于以上肥柴可以得知 ThreadLocal 的大致工作原理：每个线程都有一个 ThreadLocalMap 结构，其中就保存着当前线程所持有的所有 ThreadLocal。ThreadLocal 本身只是一个引用，没有直接保存值，值是保存在 ThreadLocalMap 中，ThreadLocal 作为 key，值作为 value。可以用下面的图来概括。

肥柴总结

1、Looper 在线程上具备唯一性，其原因在于 ThreadLocal；

2、MessageQueue 也具备线程上的唯一性，其原因在于 Looper 构造时创建了对应的 MessageQueue；

3、Looper.prepare() 方法只能调用一次

- - - - - Looper 的唯一性篇完 - - - - -