Как в Android связаны потоки и луперы, может ли быть поток без лупера и сколько луперов на потоки

Что проверяют

Понимаете ли вы, на чём держится главный поток Android и откуда берутся Handler, MessageQueue и ANR. Следом спрашивают, почему бесконечный Looper.loop() не вешает приложение и как сделать фоновый поток с очередью сообщений.

Как отвечать

Отношение простое: у потока ноль или один Looper, у Looper ровно одна MessageQueue, а Handler к одному Looper можно привязать сколько угодно.

• связь: Looper.prepare() создаёт лупер и кладёт его в ThreadLocal, поэтому Looper.myLooper() в каждом потоке возвращает свой. Looper.loop() крутит цикл: достать сообщение, отдать его целевому Handler, взять следующее;
• поток без лупера: обычное состояние. Простой Thread, пул из Executors или поток Dispatchers.IO лупера не имеют, Looper.myLooper() там вернёт null;
• сколько луперов: второй вызов Looper.prepare() в том же потоке бросает RuntimeException «Only one Looper may be created per thread»;
• главный поток: его лупер готовит ActivityThread.main() через Looper.prepareMainLooper(). Отрисовка, ввод и колбэки жизненного цикла идут сообщениями через эту очередь;
• фоновый поток с очередью: HandlerThread, лупер в нём уже подготовлен. Останавливается через quitSafely(), иначе поток живёт вечно.

Почему loop() не грузит процессор: MessageQueue.next() при пустой очереди засыпает в нативном epoll, пока не придёт сообщение или не наступит время отложенного. ANR вызывает не сам цикл, а долгая обработка одного сообщения, например ввод, не обработанный за 5 секунд.

Где спотыкаются

Говорят, что без лупера поток не может работать. Может, лупер нужен только чтобы принимать сообщения через Handler.

Создают Handler() без аргументов в фоновом потоке и получают исключение Can't create handler inside thread ... that has not called Looper.prepare(). Этот конструктор устарел с API 30, лупер передают явно: Handler(Looper.getMainLooper()).

Приводят в пример AsyncTask. Он тоже устарел с API 30, лучше говорить о корутинах, где Dispatchers.Main работает поверх главного лупера.