android message机制

 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
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。
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。

 

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。

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。

Handler类的常用方法

方法签名	描     述
public void handleMessage (Message msg)	子类对象通过该方法接收信息
public final boolean sendEmptyMessage (int what)	发送一个只含有 what 值的消息
public final boolean sendMessage (Message msg)	发送消息到 Handler ， 通过 handleMessage 方法接收
public final boolean hasMessages (int what)	监测消息队列中是否还 有 what 值的消息
public final boolean post (Runnable r)	将一个线程添加到消息队列

 

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

public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2, Object obj){
    return Message.obtain(this, what, arg1, arg2, obj);
}

public final Message obtainMessage(int what, int arg1, int arg2, Object obj){
    return Message.obtain(this, what, arg1, arg2, obj);
}

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

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis){
    boolean sent = false;
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue != null) {
        msg.target = this;
    sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    } else {
        RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
    }
    return sent;
}

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis){
    boolean sent = false;
    MessageQueue queue = mQueue;
    if (queue != null) {
        msg.target = this;
    sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    } else {
        RuntimeException e = new RuntimeException(this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
        Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
    }
    return sent;
}

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）。

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        handleCallback(msg);
    } else {
        if (mCallback != null) {
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        handleMessage(msg);
    }
}

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：

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。

 

在Android 中Handler和Message、Thread有着很密切的关系。Handler 主要是负责Message的分发和处理。但是这个Message从哪里来的呢？Message 由一个消息队列进行管理，而消息队列却由一个Looper进行管理。Android系统中Looper负责管理线程的消息队列和消息循环，具体实现请参考Looper的源码。 可以通过Loop.myLooper()得到当前线程的Looper对象，通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的 Looper对象。 Android系统的消息队列和消息循环都是针对具体线程的，一个线程可以存在（当然也可以不存在）一个消息队列和一个消息循环（Looper），特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程，跨进程通讯。但是创建的工作线程默认是没有消息循环和消息队列的，如果想让该线程具有消息队列和消息循环，需要在线程中首先调用Looper.prepare()来创建消息队列，然后调用Looper.loop()进入消息循环。

虽说 特定线程的消息只能分发给本线程，不能进行跨线程通讯，但是由于可以通过获得线程的Looper对象来进行曲线的实现不同线程间消息的传递，代码如下：

 

 

package com.mytest.handlertest;  

import android.app.Activity;  

import android.graphics.Color;  

import android.os.Bundle;  

import android.os.Handler;  

import android.os.Looper;  

import android.os.Message;  

import android.util.Log;  

import android.view.View;  

import android.view.View.OnClickListener;  

import android.view.ViewGroup.LayoutParams;  

import android.widget.Button;  

import android.widget.LinearLayout;  

import android.widget.TextView;  

public class HandlerTest extends Activity implements OnClickListener{  

      

    private String TAG = "HandlerTest";  

    private boolean bpostRunnable = false;  

      

    private NoLooperThread noLooperThread = null;    

    private OwnLooperThread ownLooperThread = null;    

    private ReceiveMessageThread receiveMessageThread =null;  

      

    private Handler  mOtherThreadHandler=null;  

    private EventHandler mHandler = null;   

      

    private Button btn1 = null;  

    private Button btn2 = null;  

    private Button btn3 = null;  

    private Button btn4 = null;  

    private Button btn5 = null;  

    private Button btn6 = null;  

    private TextView tv = null;  

    /** Called when the activity is first created. */  

    @Override  

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  

        super.onCreate(savedInstanceState);  

         

        LinearLayout layout = new LinearLayout(this);  

        LinearLayout.LayoutParams params = new LinearLayout.LayoutParams(250, 50);  

        layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);  

          

        btn1 = new Button(this);  

        btn1.setId(101);  

        btn1.setText("message from main thread self");  

        btn1.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn1, params);  

          

        btn2 = new Button(this);  

        btn2.setId(102);  

        btn2.setText("message from other thread to main thread");  

        btn2.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn2,params);  

          

        btn3 = new Button(this);  

        btn3.setId(103);  

        btn3.setText("message to other thread from itself");  

        btn3.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn3, params);  

          

        btn4 = new Button(this);  

        btn4.setId(104);  

        btn4.setText("message with Runnable as callback from other thread to main thread");  

        btn4.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn4, params);  

          

        btn5 = new Button(this);  

        btn5.setId(105);  

        btn5.setText("main thread's message to other thread");  

        btn5.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn5, params);  

          

        btn6 = new Button(this);  

        btn6.setId(106);  

        btn6.setText("exit");  

        btn6.setOnClickListener(this);  

        layout.addView(btn6, params);  

          

        tv = new TextView(this);  

        tv.setTextColor(Color.WHITE);  

        tv.setText("");  

        params = new LinearLayout.LayoutParams(LayoutParams.FILL_PARENT,LayoutParams.WRAP_CONTENT);  

        params.topMargin=10;  

        layout.addView(tv, params);  

          

        setContentView(layout);  

          

        receiveMessageThread = new ReceiveMessageThread();  

        receiveMessageThread.start();  

          

    }  

      

    class EventHandler extends Handler{  

          

        public EventHandler(Looper looper){  

            super(looper);  

        }  

          

        public EventHandler(){  

            super();  

        }  

        @Override  

        public void handleMessage(Message msg) {  

            // TODO Auto-generated method stub   

            super.handleMessage(msg);  

            Log.e(TAG, "CurrentThread id:----------+>" + Thread.currentThread().getId());  

            switch(msg.what){  

            case 1:  

                tv.setText((String)msg.obj);  

                break;  

                  

            case 2:  

                tv.setText((String)msg.obj);  

                noLooperThread.stop();  

                break;  

                  

            case 3:  

                //不能在非主线程的线程里面更新UI，所以这里通过log打印信息   

                Log.e(TAG,(String)msg.obj);  

                ownLooperThread.stop();  

                break;  

            default:  

                Log.e(TAG,(String)msg.obj);  

                break;  

            }  

        }  

          

    }  

      

      //ReceiveMessageThread has his own message queue by execute Looper.prepare();    

    class ReceiveMessageThread extends Thread {  

          

        @Override  

        public void run(){  

            Looper.prepare();  

            mOtherThreadHandler= new Handler(){  

                @Override  

                public void handleMessage(Message msg) {  

                    // TODO Auto-generated method stub   

                    super.handleMessage(msg);  

                      

                    Log.e(TAG,"-------+>"+(String)msg.obj);  

                    Log.e(TAG, "CurrentThread id:----------+>" + Thread.currentThread().getId());  

                      

                }  

                   

             };  

             Log.e(TAG, "ReceiveMessageThread id:--------+>" + this.getId());   

             Looper.loop();  

        }  

    }  

      

    class NoLooperThread extends Thread {  

        private EventHandler mNoLooperThreadHandler;  

        @Override  

        public void run() {  

              

            Looper myLooper = Looper.myLooper();  

            Looper mainLooper= Looper.getMainLooper();  

              

            String msgobj;  

            if(null == myLooper){  

                //这里获得的是主线程的Looper,由于NoLooperThread没有自己的looper所以这里肯定会被执行   

                mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);  

                msgobj = "NoLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   

            } else{  

                mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);  

                msgobj = "This is from NoLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";   

            }  

              

            mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0);  

              

            if(bpostRunnable == false){  

            //send message to main thread   

                Message msg = mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(2, 1, 1, msgobj);  

                mNoLooperThreadHandler.sendMessage(msg);  

                Log.e(TAG, "NoLooperThread id:--------+>" + this.getId());   

            }else{  

                //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 记得 null == myLooper么   

                //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     

                //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     

                  

                mNoLooperThreadHandler.post(new Runnable(){  

                    public void run() {  

                        // TODO Auto-generated method stub   

                        tv.setText("update UI through handler post runnalbe mechanism!");    

                        Log.e(TAG, "update UI id:--------+>" + Thread.currentThread().getId());   

                        noLooperThread.stop();    

                    }  

                      

                });  

            }  

        }  

          

    }  

      

    class OwnLooperThread extends Thread{  

        private EventHandler mOwnLooperThreadHandler = null;  

          

        @Override  

        public void run() {  

            Looper.prepare();  

            Looper myLooper = Looper.myLooper();  

            Looper mainLooper= Looper.getMainLooper();  

              

            String msgobj;  

              

            if(null == myLooper){  

                mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);  

                msgobj = "OwnLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   

            }else{  

                mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);  

                msgobj = "This is from OwnLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";  

            }  

              

            mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0);  

              

            //给自己发送消息   

            Message msg = mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(3,1,1,msgobj);  

            mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(msg);  

            Looper.loop();  

        }  

    }  

      

    public void onClick(View v) {  

        // TODO Auto-generated method stub   

        switch(v.getId()){  

        case 101:  

            //主线程发送消息给自己   

            Looper looper = Looper.myLooper();//get the Main looper related with the main thread    

            //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   

            mHandler = new EventHandler(looper);  

            // 清除整个MessageQueue里的消息     

            mHandler.removeMessages(0);  

            String obj = "This main thread's message and received by itself!";  

              

            Message msg = mHandler.obtainMessage(1,1,1,obj);  

            // 将Message对象送入到main thread的MessageQueue里面    

            mHandler.sendMessage(msg);  

            break;  

        case 102:  

            //other线程发送消息给主线程   

            bpostRunnable = false;  

            noLooperThread = new NoLooperThread();    

            noLooperThread.start();    

            break;  

        case 103:  

             //other thread获取它自己发送的消息     

            tv.setText("please look at the error level log for other thread received message");    

            ownLooperThread = new OwnLooperThread();    

            ownLooperThread.start();    

            break;    

        case 104:        

            //other thread通过Post Runnable方式发送消息给主线程     

            bpostRunnable = true;    

            noLooperThread = new NoLooperThread();    

            noLooperThread.start();    

            break;  

        case 105:  

            //主线程发送消息给other thread     

            if(null!=mOtherThreadHandler){    

            tv.setText("please look at the error level log for other thread received message from main thread");    

            String msgObj = "message from mainThread";    

            Message mainThreadMsg = mOtherThreadHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgObj);    

            mOtherThreadHandler.sendMessage(mainThreadMsg);    

            }    

            break;    

        case 106:    

            finish();    

            break;    

        }  

    }  

}