Android中Message机制的灵活应用

转自:http://qaohao.iteye.com/blog/509145


1.活用Android线程间通信的Message机制


1.1.Message
代码在frameworks\base\core\java\android\Os\Message.java中。

Message.obtain函数:有多个obtain函数,主要功能一样,只是参数不一样。作用是从Message Pool中取出一个Message,如果Message Pool中已经没有Message可取则新建一个Message返回,同时用对应的参数给得到的Message对象赋值。

Message Pool:大小为10个;通过Message.mPool->(Message并且Message.next)-> (Message并且Message.next)-> (Message并且Message.next)...构造一个Message Pool。Message Pool的第一个元素直接new出来,然后把Message.mPool(static类的static变量)指向它。其他的元素都是使用完的 Message通过Message的recycle函数清理后放到Message Pool(通过Message Pool最后一个Message的next指向需要回收的Message的方式实现)。下图为Message Pool的结构:


1.2.MessageQueue
MessageQueue里面有一个收到的Message的对列:

MessageQueue.mMessages(static变量)->( Message并且Message.next)-> ( Message并且Message.next)->...,下图为接收消息的消息队列:

上层代码通过Handler的sendMessage等函数放入一个message到MessageQueue里面时最终会调用MessageQueue的 enqueueMessage函数。enqueueMessage根据上面的接收的Message的队列的构造把接收到的Message放入队列中。

MessageQueue的removeMessages函数根据上面的接收的Message的队列的构造把接收到的Message从队列中删除,并且调用对应Message对象的recycle函数把不用的Message放入Message Pool中。

1.3.Looper
Looper对象的创建是通过prepare函数,而且每一个Looper对象会和一个线程关联

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public static final void prepare() {   
  2.     if (sThreadLocal.get() != null) {   
  3.         throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");   
  4.     }   
  5.     sThreadLocal.set(new Looper());   
  6. }  


Looper对象创建时会创建一个MessageQueue,主线程默认会创建一个Looper从而有MessageQueue,其他线程默认是没有 MessageQueue的不能接收Message,如果需要接收Message则需要通过prepare函数创建一个MessageQueue。具体操作请见示例代码。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. private Looper() {   
  2.     mQueue = new MessageQueue();   
  3.     mRun = true;   
  4.     mThread = Thread.currentThread();   
  5. }  


prepareMainLooper函数只给主线程调用(系统处理,程序员不用处理),它会调用prepare建立Looper对象和MessageQueue。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public static final void prepareMainLooper() {   
  2.     prepare();   
  3.     setMainLooper(myLooper());   
  4.     if (Process.supportsProcesses()) {   
  5.         myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;   
  6.     }   
  7. }  


Loop函数从MessageQueue中从前往后取出Message,然后通过Handler的dispatchMessage函数进行消息的处理(可见消息的处理是Handler负责的),消息处理完了以后通过Message对象的recycle函数放到Message Pool中,以便下次使用,通过Pool的处理提供了一定的内存管理从而加速消息对象的获取。至于需要定时处理的消息如何做到定时处理,请见 MessageQueue的next函数,它在取Message来进行处理时通过判断MessageQueue里面的Message是否符合时间要求来决定是否需要把Message取出来做处理,通过这种方式做到消息的定时处理。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public static final void loop() {   
  2.     Looper me = myLooper();   
  3.     MessageQueue queue = me.mQueue;   
  4.     while (true) {   
  5.         Message msg = queue.next(); // might block   
  6.         //if (!me.mRun) {   
  7.         //    break;   
  8.         //}   
  9.         if (msg != null) {   
  10.             if (msg.target == null) {   
  11.                 // No target is a magic identifier for the quit message   
  12.                 return;   
  13.             }   
  14.   
  15.             if (me.mLogging!= null)    
  16.                 me.mLogging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "+ msg.callback + ": " + msg.what);   
  17.             msg.target.dispatchMessage(msg);   
  18.             if (me.mLogging!= null)    
  19.                 me.mLogging.println("<<<<< Finished to" + msg.target + " "+ msg.callback);   
  20.             msg.recycle();   
  21.         }   
  22.     }   
  23. }  


1.4.Handler

Handler的构造函数表示Handler会有成员变量指向Looper和MessageQueue,后面我们会看到没什么需要这些引用;至于callback是实现了Callback接口的对象,后面会看到这个对象的作用。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public Handler(Looper looper, Callback callback) {   
  2.     mLooper = looper;   
  3.     mQueue = looper.mQueue;   
  4.     mCallback = callback;   
  5. }   
  6.   
  7. public interface Callback {   
  8.     public boolean handleMessage(Message msg);   
  9. }  


获取消息:直接通过Message的obtain方法获取一个Message对象。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2, Object obj){   
  2.     return Message.obtain(this, what, arg1, arg2, obj);   
  3. }  


发送消息:通过MessageQueue的enqueueMessage把Message对象放到MessageQueue的接收消息队列中

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis){   
  2.     boolean sent = false;   
  3.     MessageQueue queue = mQueue;   
  4.     if (queue != null) {   
  5.         msg.target = this;   
  6.     sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);   
  7.     } else {   
  8.         RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");   
  9.         Log.w("Looper", e.getMessage(), e);   
  10.     }   
  11.     return sent;   
  12. }  



线程如何处理MessageQueue中接收的消息:在Looper的loop函数中循环取出MessageQueue的接收消息队列中的消息,然后调用 Hander的dispatchMessage函数对消息进行处理,至于如何处理(相应消息)则由用户指定(三个方法,优先级从高到低:Message里面的Callback,一个实现了Runnable接口的对象,其中run函数做处理工作;Handler里面的mCallback指向的一个实现了 Callback接口的对象,里面的handleMessage进行处理;处理消息Handler对象对应的类继承并实现了其中 handleMessage函数,通过这个实现的handleMessage函数处理消息)。

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. public void dispatchMessage(Message msg) {   
  2.     if (msg.callback != null) {   
  3.         handleCallback(msg);   
  4.     } else {   
  5.         if (mCallback != null) {   
  6.             if (mCallback.handleMessage(msg)) {   
  7.                 return;   
  8.             }   
  9.         }   
  10.         handleMessage(msg);   
  11.     }   
  12. }  


Runnable说明:Runnable只是一个接口,实现了这个接口的类对应的对象也只是个普通的对象,并不是一个Java中的Thread。Thread类经常使用Runnable,很多人有误解,所以这里澄清一下。


从上可知以下关系图:
Android中Message机制的灵活应用
其中清理Message是Looper里面的loop函数指把处理过的Message放到Message的Pool里面去,如果里面已经超过最大值10个,则丢弃这个Message对象。

调用Handler是指Looper里面的loop函数从MessageQueue的接收消息队列里面取出消息,然后根据消息指向的Handler对象调用其对应的处理方法。
1.5.代码示例

下面我们会以android实例来展示对应的功能,程序界面于下:
Android中Message机制的灵活应用
程序代码如下,后面部分有代码说明:

Java代码 复制代码  收藏代码
  1. package com.android.messageexample;   
  2. import android.app.Activity;   
  3. import android.content.Context;   
  4. import android.graphics.Color;   
  5. import android.os.Bundle;   
  6. import android.os.Handler;   
  7. import android.os.Looper;   
  8. import android.os.Message;   
  9. import android.util.Log;   
  10. import android.view.View;   
  11. import android.view.View.OnClickListener;   
  12. import android.widget.Button;   
  13. import android.widget.LinearLayout;   
  14. import android.widget.TextView;   
  15. public class MessageExample extends Activity implements OnClickListener {   
  16.  private final int WC = LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT;   
  17.     private final int FP = LinearLayout.LayoutParams.FILL_PARENT;   
  18.     public TextView tv;   
  19.     private EventHandler mHandler;   
  20.     private Handler mOtherThreadHandler=null;   
  21.     private Button btn, btn2, btn3, btn4, btn5, btn6;   
  22.     private NoLooperThread noLooerThread = null;   
  23.     private OwnLooperThread ownLooperThread = null;   
  24.     private ReceiveMessageThread receiveMessageThread =null;   
  25.     private Context context = null;   
  26.     private final String sTag = "MessageExample";   
  27.     private boolean postRunnable = false;   
  28.     
  29.  /** Called when the activity is first created. */  
  30.  @Override  
  31.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {   
  32.         super.onCreate(savedInstanceState);   
  33.         context = this.getApplicationContext();   
  34.         LinearLayout layout = new LinearLayout(this);   
  35.         layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);   
  36.         btn = new Button(this);   
  37.         btn.setId(101);   
  38.         btn.setText("message from main thread self");   
  39.         btn.setOnClickListener(this);   
  40.         LinearLayout.LayoutParams param =   
  41.             new LinearLayout.LayoutParams(250,50);   
  42.         param.topMargin = 10;   
  43.         layout.addView(btn, param);   
  44.         btn2 = new Button(this);   
  45.         btn2.setId(102);   
  46.         btn2.setText("message from other thread to main thread");   
  47.         btn2.setOnClickListener(this);   
  48.         layout.addView(btn2, param);   
  49.         btn3 = new Button(this);   
  50.         btn3.setId(103);   
  51.         btn3.setText("message to other thread from itself");   
  52.         btn3.setOnClickListener(this);   
  53.         layout.addView(btn3, param);   
  54.         btn4 = new Button(this);   
  55.         btn4.setId(104);   
  56.         btn4.setText("message with Runnable as callback from other thread to main thread");   
  57.         btn4.setOnClickListener(this);   
  58.         layout.addView(btn4, param);   
  59.         btn5 = new Button(this);   
  60.         btn5.setId(105);   
  61.         btn5.setText("main thread's message to other thread");   
  62.         btn5.setOnClickListener(this);   
  63.         layout.addView(btn5, param);   
  64.         btn6 = new Button(this);   
  65.         btn6.setId(106);   
  66.         btn6.setText("exit");   
  67.         btn6.setOnClickListener(this);   
  68.         layout.addView(btn6, param);   
  69.         tv = new TextView(this);   
  70.         tv.setTextColor(Color.WHITE);   
  71.         tv.setText("");   
  72.         LinearLayout.LayoutParams param2 =   
  73.            new LinearLayout.LayoutParams(FP, WC);   
  74.         param2.topMargin = 10;   
  75.         layout.addView(tv, param2);   
  76.         setContentView(layout);        
  77.            
  78.         //主线程要发送消息给other thread, 这里创建那个other thread   
  79.   receiveMessageThread = new ReceiveMessageThread();   
  80.   receiveMessageThread.start();   
  81.     }   
  82.     
  83.  //implement the OnClickListener interface   
  84.  @Override  
  85.  public void onClick(View v) {   
  86.   switch(v.getId()){   
  87.   case 101:   
  88.    //主线程发送消息给自己   
  89.    Looper looper;   
  90.    looper = Looper.myLooper();  //get the Main looper related with the main thread   
  91.    //如果不给任何参数的话会用当前线程对应的Looper(这里就是Main Looper)为Handler里面的成员mLooper赋值   
  92.    mHandler = new EventHandler(looper);    
  93.    //mHandler = new EventHandler();   
  94.    // 清除整个MessageQueue里的消息   
  95.    mHandler.removeMessages(0);   
  96.    String obj = "This main thread's message and received by itself!";   
  97.    //得到Message对象   
  98.    Message m = mHandler.obtainMessage(111, obj);   
  99.    // 将Message对象送入到main thread的MessageQueue里面   
  100.    mHandler.sendMessage(m);   
  101.    break;   
  102.   case 102:       
  103.    //other线程发送消息给主线程   
  104.    postRunnable = false;   
  105.    noLooerThread = new NoLooperThread();   
  106.    noLooerThread.start();   
  107.    break;   
  108.   case 103:     
  109.    //other thread获取它自己发送的消息   
  110.    tv.setText("please look at the error level log for other thread received message");   
  111.    ownLooperThread = new OwnLooperThread();   
  112.    ownLooperThread.start();   
  113.    break;    
  114.   case 104:        
  115.    //other thread通过Post Runnable方式发送消息给主线程   
  116.    postRunnable = true;   
  117.    noLooerThread = new NoLooperThread();   
  118.    noLooerThread.start();   
  119.    break;   
  120.   case 105:        
  121.    //主线程发送消息给other thread   
  122.    if(null!=mOtherThreadHandler){   
  123.     tv.setText("please look at the error level log for other thread received message from main thread");   
  124.     String msgObj = "message from mainThread";   
  125.     Message mainThreadMsg = mOtherThreadHandler.obtainMessage(111, msgObj);   
  126.     mOtherThreadHandler.sendMessage(mainThreadMsg);   
  127.    }   
  128.    break;   
  129.   case 106:   
  130.    finish();   
  131.    break;   
  132.   }   
  133.  }   
  134.  class EventHandler extends Handler   
  135.  {   
  136.   public EventHandler(Looper looper) {   
  137.    super(looper);   
  138.   }   
  139.   public EventHandler() {   
  140.    super();   
  141.   }   
  142.   public void handleMessage(Message msg) {   
  143.    //可以根据msg.what执行不同的处理,这里没有这么做   
  144.    switch(msg.what){   
  145.    case 1:   
  146.     tv.setText((String)msg.obj);   
  147.     break;   
  148.    case 2:   
  149.     tv.setText((String)msg.obj);   
  150.     noLooerThread.stop();   
  151.     break;   
  152.    case 3:   
  153.     //不能在非主线程的线程里面更新UI,所以这里通过Log打印收到的消息   
  154.     Log.e(sTag, (String)msg.obj);   
  155.     ownLooperThread.stop();   
  156.     break;   
  157.    default:   
  158.     //不能在非主线程的线程里面更新UI,所以这里通过Log打印收到的消息   
  159.     Log.e(sTag, (String)msg.obj);   
  160.     break;   
  161.    }   
  162.   }   
  163.  }   
  164.  //NoLooperThread   
  165.  class NoLooperThread extends Thread{   
  166.   private EventHandler mNoLooperThreadHandler;   
  167.   public void run() {   
  168.    Looper myLooper, mainLooper;   
  169.    myLooper = Looper.myLooper();   
  170.    mainLooper = Looper.getMainLooper();    //这是一个static函数   
  171.    String obj;   
  172.    if(myLooper == null){   
  173.     mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);   
  174.     obj = "NoLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   
  175.    }   
  176.    else {   
  177.     mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);   
  178.     obj = "This is from NoLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";   
  179.    }   
  180.    mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0);   
  181.    if(false == postRunnable){   
  182.     //send message to main thread   
  183.     Message m = mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(211, obj);   
  184.     mNoLooperThreadHandler.sendMessage(m);   
  185.     Log.e(sTag, "NoLooperThread id:" + this.getId());   
  186.    }else{   
  187.     //下面new出来的实现了Runnable接口的对象中run函数是在Main Thread中执行,不是在NoLooperThread中执行   
  188.     //注意Runnable是一个接口,它里面的run函数被执行时不会再新建一个线程   
  189.     //您可以在run上加断点然后在eclipse调试中看它在哪个线程中执行   
  190.     mNoLooperThreadHandler.post(new Runnable(){     
  191.      @Override     
  192.      public void run() {     
  193.       tv.setText("update UI through handler post runnalbe mechanism!");   
  194.       noLooerThread.stop();   
  195.      }     
  196.     });     
  197.    }   
  198.   }   
  199.  }   
  200.     
  201.  //OwnLooperThread has his own message queue by execute Looper.prepare();   
  202.  class OwnLooperThread extends Thread{   
  203.   private EventHandler mOwnLooperThreadHandler;   
  204.   public void run() {   
  205.    Looper.prepare();    
  206.    Looper myLooper, mainLooper;   
  207.    myLooper = Looper.myLooper();   
  208.    mainLooper = Looper.getMainLooper();    //这是一个static函数   
  209.    String obj;   
  210.    if(myLooper == null){   
  211.     mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);   
  212.     obj = "OwnLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   
  213.    }   
  214.    else {   
  215.     mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);   
  216.     obj = "This is from OwnLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";   
  217.    }   
  218.    mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0);   
  219.    //给自己发送消息   
  220.    Message m = mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(311, obj);   
  221.    mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(m);   
  222.    Looper.loop();    
  223.   }   
  224.  }   
  225.     
  226.  //ReceiveMessageThread has his own message queue by execute Looper.prepare();   
  227.  class ReceiveMessageThread extends Thread{   
  228.   public void run() {   
  229.    Looper.prepare();   
  230.    mOtherThreadHandler = new Handler(){   
  231.     public void handleMessage(Message msg) {   
  232.      Log.e(sTag, (String)msg.obj);   
  233.     }   
  234.    };   
  235.    Looper.loop();   
  236.   }   
  237.  }   
  238.     
  239. }  

说明(代码详细解释请见后文):

使用Looper.myLooper静态方法可以取得当前线程的Looper对象。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.myLooper()); 可建立用来处理当前线程的Handler对象;其中,EevntHandler是Handler的子类。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.getMainLooper()); 可建立用来处理main线程的Handler对象;其中,EevntHandler是Handler的子类。


1.5.1.主线程给自己发送消息示例

主线程发送消息:

在onClick的case 101中创建一个继承自Handler的EventHandler对象,然后获取一个消息,然后通过EventHandler对象调用 sendMessage把消息发送到主线程的MessageQueue中。主线程由系统创建,系统会给它建立一个Looper对象和 MessageQueue,所以可以接收消息。这里只要根据主线程的Looper对象初始化EventHandler对象,就可以通过 EventHandler对象发送消息到主线程的消息队列中。

主线程处理消息:

这里是通过EventHandler的handleMessage函数处理的,其中收到的Message对象中what值为一的消息就是发送给它的,然后把消息里面附带的字符串在TextView上显示出来。


1.5.2.其他线程给主线程发送消息示例

其他线程发送消息(这里是说不使用Runnable作为callback的消息):

首先 postRunnable设为false,表示不通过Runnable方式进行消息相关的操作。然后启动线程noLooerThread,然后以主线程的Looper对象为参数建立EventHandler的对象mNoLooperThreadHandler,然后获取一个Message并把一个字符串赋值给它的一个成员obj,然后通过mNoLooperThreadHandler把消息发送到主线程的MessageQueue中。

主线程处理消息:

这里是通过EventHandler的handleMessage函数处理的,其中收到的Message对象中what值为二的消息就是上面发送给它的,然后把消息里面附带的字符串在TextView上显示出来。

1.5.3.其他线程给自己发送消息示例

其他线程发送消息:

其他非主线程建立后没有自己的Looper对象,所以也没有MessageQueue,需要给非主线程发送消息时需要建立MessageQueue以便接收消息。下面说明如何给自己建立MessageQueue和Looper对象。从OwnLooperThread的run函数中可以看见有一个 Looper.prepare()调用,这个就是用来建立非主线程的MessageQueue和Looper对象的。

所以这里的发送消息过程是建立线程mOwnLooperThread,然后线程建立自己的Looper和MessageQueue对象,然后根据上面建立的Looper对象建立对应的EventHandler对象mOwnLooperThreadHandler,然后由mOwnLooperThreadHandler建立消息并且发送到自己的MessageQueue里面。

其他线程处理接收的消息:

线程要接收消息需要在run函数中调用Looper.loop(),然后loop函数会从MessageQueue中取出消息交给对应的Handler对象 mOwnLooperThreadHandler处理,在mOwnLooperThreadHandler的handleMessage函数中会把 Message对象中what值为三的消息(上面发送的消息)在Log中打印出来,可以通过Logcat工具查看log。

1.5.4.其他线程以Runnable为消息参数给主线程发送消息示例

其他线程发送消息(这里是说使用Runnable作为callback的消息):

首先 postRunnable设为true,表示通过Runnable方式进行消息相关的操作。然后启动线程noLooerThread,然后以主线程的Looper对象为参数建立EventHandler的对象mNoLooperThreadHandler,然后获取一个Message并把一个字符串赋值给它的一个成员obj,然后通过mNoLooperThreadHandler把消息发送到主线程的MessageQueue中。

主线程处理消息:

主线程收到上面发送的Message后直接运行上面Runnable对象中的run函数进行相应的操作。run函数通过Log打印一个字符串,可以通过Logcat工具查看log。


1.5.5.主线程给其他线程发送消息示例

主线程发送消息:

这里首先要求线程receiveMessageThread运行(在onCreate函数中完成),并且准备好自己的Looper和 MessageQueue(这个通过ReceiveMessageThread中的run函数中的Looper.prepare()调用完成),然后根据建立的Looper对象初始化Handler对象mOtherThreadHandler。然后在onClick的case 105中由mOtherThreadHandler建立一个消息(消息中有一个字符串对象)并且发送到线程receiveMessageThread中的 MessageQueue中。

其他线程处理接收的消息:

线程要接收消息需要在run函数中调用Looper.loop(),然后loop函数会从MessageQueue中取出消息交给对应的Handler对象mOtherThreadHandler处理,在mOtherThreadHandler的handleMessage函数中会把Message对象中的字符串对象在Log中打印出来,可以通过Logcat工具查看log。  

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