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cynhafa
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1.活用Android线程间通信的Message机制

 
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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. publicstaticfinalvoidprepare(){
  2. if(sThreadLocal.get()!=null){
  3. thrownewRuntimeException("OnlyoneLoopermaybecreatedperthread");
  4. }
  5. sThreadLocal.set(newLooper());
  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. privateLooper(){
  2. mQueue=newMessageQueue();
  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. publicstaticfinalvoidprepareMainLooper(){
  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. publicstaticfinalvoidloop(){
  2. Looperme=myLooper();
  3. MessageQueuequeue=me.mQueue;
  4. while(true){
  5. Messagemsg=queue.next();//mightblock
  6. //if(!me.mRun){
  7. //break;
  8. //}
  9. if(msg!=null){
  10. if(msg.target==null){
  11. //Notargetisamagicidentifierforthequitmessage
  12. return;
  13. }
  15. if(me.mLogging!=null)
  16. me.mLogging.println(">>>>>Dispatchingto"+msg.target+""+msg.callback+":"+msg.what);
  17. msg.target.dispatchMessage(msg);
  18. if(me.mLogging!=null)
  19. me.mLogging.println("<<<<<Finishedto"+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. publicHandler(Looperlooper,Callbackcallback){
  2. mLooper=looper;
  3. mQueue=looper.mQueue;
  4. mCallback=callback;
  5. }
  7. publicinterfaceCallback{
  8. publicbooleanhandleMessage(Messagemsg);
  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. publicfinalMessageobtainMessage(intwhat,intarg1,intarg2,Objectobj){
  2. returnMessage.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. publicbooleansendMessageAtTime(Messagemsg,longuptimeMillis){
  2. booleansent=false;
  3. MessageQueuequeue=mQueue;
  4. if(queue!=null){
  5. msg.target=this;
  6. sent=queue.enqueueMessage(msg,uptimeMillis);
  7. }else{
  8. RuntimeExceptione=newRuntimeException(this+"sendMessageAtTime()calledwithnomQueue");
  9. Log.w("Looper",e.getMessage(),e);
  10. }
  11. returnsent;
  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. publicvoiddispatchMessage(Messagemsg){
  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：

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：

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. packagecom.android.messageexample;
  2. importandroid.app.Activity;
  3. importandroid.content.Context;
  4. importandroid.graphics.Color;
  5. importandroid.os.Bundle;
  6. importandroid.os.Handler;
  7. importandroid.os.Looper;
  8. importandroid.os.Message;
  9. importandroid.util.Log;
  10. importandroid.view.View;
  11. importandroid.view.View.OnClickListener;
  12. importandroid.widget.Button;
  13. importandroid.widget.LinearLayout;
  14. importandroid.widget.TextView;
  15. publicclassMessageExampleextendsActivityimplementsOnClickListener{
  16. privatefinalintWC=LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT;
  17. privatefinalintFP=LinearLayout.LayoutParams.FILL_PARENT;
  18. publicTextViewtv;
  19. privateEventHandlermHandler;
  20. privateHandlermOtherThreadHandler=null;
  21. privateButtonbtn,btn2,btn3,btn4,btn5,btn6;
  22. privateNoLooperThreadnoLooerThread=null;
  23. privateOwnLooperThreadownLooperThread=null;
  24. privateReceiveMessageThreadreceiveMessageThread=null;
  25. privateContextcontext=null;
  26. privatefinalStringsTag="MessageExample";
  27. privatebooleanpostRunnable=false;
  29. /**Calledwhentheactivityisfirstcreated.*/
  30. @Override
  31. publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
  32. super.onCreate(savedInstanceState);
  33. context=this.getApplicationContext();
  34. LinearLayoutlayout=newLinearLayout(this);
  35. layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);
  36. btn=newButton(this);
  37. btn.setId(101);
  38. btn.setText("messagefrommainthreadself");
  39. btn.setOnClickListener(this);
  40. LinearLayout.LayoutParamsparam=
  41. newLinearLayout.LayoutParams(250,50);
  42. param.topMargin=10;
  43. layout.addView(btn,param);
  44. btn2=newButton(this);
  45. btn2.setId(102);
  46. btn2.setText("messagefromotherthreadtomainthread");
  47. btn2.setOnClickListener(this);
  48. layout.addView(btn2,param);
  49. btn3=newButton(this);
  50. btn3.setId(103);
  51. btn3.setText("messagetootherthreadfromitself");
  52. btn3.setOnClickListener(this);
  53. layout.addView(btn3,param);
  54. btn4=newButton(this);
  55. btn4.setId(104);
  56. btn4.setText("messagewithRunnableascallbackfromotherthreadtomainthread");
  57. btn4.setOnClickListener(this);
  58. layout.addView(btn4,param);
  59. btn5=newButton(this);
  60. btn5.setId(105);
  61. btn5.setText("mainthread'smessagetootherthread");
  62. btn5.setOnClickListener(this);
  63. layout.addView(btn5,param);
  64. btn6=newButton(this);
  65. btn6.setId(106);
  66. btn6.setText("exit");
  67. btn6.setOnClickListener(this);
  68. layout.addView(btn6,param);
  69. tv=newTextView(this);
  70. tv.setTextColor(Color.WHITE);
  71. tv.setText("");
  72. LinearLayout.LayoutParamsparam2=
  73. newLinearLayout.LayoutParams(FP,WC);
  74. param2.topMargin=10;
  75. layout.addView(tv,param2);
  76. setContentView(layout);
  78. //主线程要发送消息给otherthread，这里创建那个otherthread
  79. receiveMessageThread=newReceiveMessageThread();
  80. receiveMessageThread.start();
  81. }
  83. //implementtheOnClickListenerinterface
  84. @Override
  85. publicvoidonClick(Viewv){
  86. switch(v.getId()){
  87. case101:
  88. //主线程发送消息给自己
  89. Looperlooper;
  90. looper=Looper.myLooper();//gettheMainlooperrelatedwiththemainthread
  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MainLooper)为Handler里面的成员mLooper赋值
  92. mHandler=newEventHandler(looper);
  93. //mHandler=newEventHandler();
  94. //清除整个MessageQueue里的消息
  95. mHandler.removeMessages(0);
  96. Stringobj="Thismainthread'smessageandreceivedbyitself!";
  97. //得到Message对象
  98. Messagem=mHandler.obtainMessage(1,1,1,obj);
  99. //将Message对象送入到mainthread的MessageQueue里面
  100. mHandler.sendMessage(m);
  101. break;
  102. case102:
  103. //other线程发送消息给主线程
  104. postRunnable=false;
  105. noLooerThread=newNoLooperThread();
  106. noLooerThread.start();
  107. break;
  108. case103:
  109. //otherthread获取它自己发送的消息
  110. tv.setText("pleaselookattheerrorlevellogforotherthreadreceivedmessage");
  111. ownLooperThread=newOwnLooperThread();
  112. ownLooperThread.start();
  113. break;
  114. case104:
  115. //otherthread通过PostRunnable方式发送消息给主线程
  116. postRunnable=true;
  117. noLooerThread=newNoLooperThread();
  118. noLooerThread.start();
  119. break;
  120. case105:
  121. //主线程发送消息给otherthread
  122. if(null!=mOtherThreadHandler){
  123. tv.setText("pleaselookattheerrorlevellogforotherthreadreceivedmessagefrommainthread");
  124. StringmsgObj="messagefrommainThread";
  125. MessagemainThreadMsg=mOtherThreadHandler.obtainMessage(1,1,1,msgObj);
  126. mOtherThreadHandler.sendMessage(mainThreadMsg);
  127. }
  128. break;
  129. case106:
  130. finish();
  131. break;
  132. }
  133. }
  134. classEventHandlerextendsHandler
  135. {
  136. publicEventHandler(Looperlooper){
  137. super(looper);
  138. }
  139. publicEventHandler(){
  140. super();
  141. }
  142. publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
  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. case1:
  146. tv.setText((String)msg.obj);
  147. break;
  148. case2:
  149. tv.setText((String)msg.obj);
  150. noLooerThread.stop();
  151. break;
  152. case3:
  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. classNoLooperThreadextendsThread{
  166. privateEventHandlermNoLooperThreadHandler;
  167. publicvoidrun(){
  168. LoopermyLooper,mainLooper;
  169. myLooper=Looper.myLooper();
  170. mainLooper=Looper.getMainLooper();//这是一个static函数
  171. Stringobj;
  172. if(myLooper==null){
  173. mNoLooperThreadHandler=newEventHandler(mainLooper);
  174. obj="NoLooperThreadhasnolooperandhandleMessagefunctionexecutedinmainthread!";
  175. }
  176. else{
  177. mNoLooperThreadHandler=newEventHandler(myLooper);
  178. obj="ThisisfromNoLooperThreadselfandhandleMessagefunctionexecutedinNoLooperThread!";
  179. }
  180. mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0);
  181. if(false==postRunnable){
  182. //sendmessagetomainthread
  183. Messagem=mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(2,1,1,obj);
  184. mNoLooperThreadHandler.sendMessage(m);
  185. Log.e(sTag,"NoLooperThreadid:"+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MainThread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(newRunnable(){
  191. @Override
  192. publicvoidrun(){
  193. tv.setText("updateUIthroughhandlerpostrunnalbemechanism!");
  194. noLooerThread.stop();
  195. }
  196. });
  197. }
  198. }
  199. }
  201. //OwnLooperThreadhashisownmessagequeuebyexecuteLooper.prepare();
  202. classOwnLooperThreadextendsThread{
  203. privateEventHandlermOwnLooperThreadHandler;
  204. publicvoidrun(){
  205. Looper.prepare();
  206. LoopermyLooper,mainLooper;
  207. myLooper=Looper.myLooper();
  208. mainLooper=Looper.getMainLooper();//这是一个static函数
  209. Stringobj;
  210. if(myLooper==null){
  211. mOwnLooperThreadHandler=newEventHandler(mainLooper);
  212. obj="OwnLooperThreadhasnolooperandhandleMessagefunctionexecutedinmainthread!";
  213. }
  214. else{
  215. mOwnLooperThreadHandler=newEventHandler(myLooper);
  216. obj="ThisisfromOwnLooperThreadselfandhandleMessagefunctionexecutedinNoLooperThread!";
  217. }
  218. mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0);
  219. //给自己发送消息
  220. Messagem=mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(3,1,1,obj);
  221. mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(m);
  222. Looper.loop();
  223. }
  224. }
  226. //ReceiveMessageThreadhashisownmessagequeuebyexecuteLooper.prepare();
  227. classReceiveMessageThreadextendsThread{
  228. publicvoidrun(){
  229. Looper.prepare();
  230. mOtherThreadHandler=newHandler(){
  231. publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
  232. Log.e(sTag,(String)msg.obj);
  233. }
  234. };
  235. Looper.loop();
  236. }
  237. }
  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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