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东东的博客

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日志

 
 

活用Android线程间通信的Message机制  

2010-03-11 15:01:15|  分类: android相关 |  标签: |举报 |字号 订阅

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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:

活用Android线程间通信的Message机制 - 东东 - 东东的博客 message_pool.GIF
下载 (2.62 KB)
2009-9-25 20:48

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:

活用Android线程间通信的Message机制 - 东东 - 东东的博客 message_queue.GIF
下载 (2.86 KB)
2009-9-25 20:48



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


public static final void prepare() {



if (sThreadLocal.get() != null) {



throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");



}



sThreadLocal.set(new Looper());


}



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。


private Looper() {



mQueue = new MessageQueue();



mRun = true;



mThread = Thread.currentThread();


}


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。


public static final void prepareMainLooper() {



prepare();



setMainLooper(myLooper());



if (Process.supportsProcesses()) {




myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;



}


}



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。


public static final void loop() {



Looper me = myLooper();



MessageQueue queue = me.mQueue;



while (true) {



Message msg = queue.next(); // might block



//if (!me.mRun) {



//
break;



//}



if (msg != null) {



if (msg.target == null) {



// No target is a magic identifier for the quit message.



return;



}



if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(



">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "



+ msg.callback + ": " + msg.what




);



msg.target.dispatchMessage(msg);



if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(



"<<<<< Finished to
" + msg.target + " "



+ msg.callback);



msg.recycle();



}



}


}



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。


public Handler(Looper looper, Callback callback) {



mLooper = looper;



mQueue = looper.mQueue;



mCallback = callback;


}


public interface Callback {



public boolean handleMessage(Message msg);


}



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);


}



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;


}



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);



}


}


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:

活用Android线程间通信的Message机制 - 东东 - 东东的博客 message_mechanism.GIF
下载 (9.82 KB)
2009-9-25 20:48




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:

活用Android线程间通信的Message机制 - 东东 - 东东的博客 application_ui.GIF
下载 (9.5 KB)
2009-9-25 20:57





程序代码如下,后面部分有代码说明:




  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. /** Called when the activity is first created. */
  29. @Override
  30.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  31.         super.onCreate(savedInstanceState);
  32.         context = this.getApplicationContext();
  33.         LinearLayout layout = new LinearLayout(this);
  34.         layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);
  35.         btn = new Button(this);
  36.         btn.setId(101);
  37.         btn.setText("message from main thread self");
  38.         btn.setOnClickListener(this);
  39.         LinearLayout.LayoutParams param =
  40.             new LinearLayout.LayoutParams(250,50);
  41.         param.topMargin = 10;
  42.         layout.addView(btn, param);
  43.         btn2 = new Button(this);
  44.         btn2.setId(102);
  45.         btn2.setText("message from other thread to main thread");
  46.         btn2.setOnClickListener(this);
  47.         layout.addView(btn2, param);
  48.         btn3 = new Button(this);
  49.         btn3.setId(103);
  50.         btn3.setText("message to other thread from itself");
  51.         btn3.setOnClickListener(this);
  52.         layout.addView(btn3, param);
  53.         btn4 = new Button(this);
  54.         btn4.setId(104);
  55.         btn4.setText("message with Runnable as callback from other thread to main thread");
  56.         btn4.setOnClickListener(this);
  57.         layout.addView(btn4, param);
  58.         btn5 = new Button(this);
  59.         btn5.setId(105);
  60.         btn5.setText("main thread's message to other thread");
  61.         btn5.setOnClickListener(this);
  62.         layout.addView(btn5, param);
  63.         btn6 = new Button(this);
  64.         btn6.setId(106);
  65.         btn6.setText("exit");
  66.         btn6.setOnClickListener(this);
  67.         layout.addView(btn6, param);
  68.         tv = new TextView(this);
  69.         tv.setTextColor(Color.WHITE);
  70.         tv.setText("");
  71.         LinearLayout.LayoutParams param2 =
  72.            new LinearLayout.LayoutParams(FP, WC);
  73.         param2.topMargin = 10;
  74.         layout.addView(tv, param2);
  75.         setContentView(layout);     
  76.         
  77.         //主线程要发送消息给other thread, 这里创建那个other thread
  78.   receiveMessageThread = new ReceiveMessageThread();
  79.   receiveMessageThread.start();
  80.     }

  81. //implement the OnClickListener interface
  82. @Override
  83. public void onClick(View v) {
  84.   switch(v.getId()){
  85.   case 101:
  86.    //主线程发送消息给自己
  87.    Looper looper;
  88.    looper = Looper.myLooper();  //get the Main looper related with the main thread
  89.    //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
  90.    mHandler = new EventHandler(looper);
  91.    //mHandler = new EventHandler();
  92.    // 清除整个MessageQueue里的消息
  93.    mHandler.removeMessages(0);
  94.    String obj = "This main thread's message and received by itself!";
  95.    //得到Message对象
  96.    Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj);
  97.    // 将Message对象送入到main thread的MessageQueue里面
  98.    mHandler.sendMessage(m);
  99.    break;
  100.   case 102:   
  101.    //other线程发送消息给主线程
  102.    postRunnable = false;
  103.    noLooerThread = new NoLooperThread();
  104.    noLooerThread.start();
  105.    break;
  106.   case 103:  
  107.    //other thread获取它自己发送的消息
  108.    tv.setText("please look at the error level log for other thread received message");
  109.    ownLooperThread = new OwnLooperThread();
  110.    ownLooperThread.start();
  111.    break;
  112.   case 104:     
  113.    //other thread通过Post Runnable方式发送消息给主线程
  114.    postRunnable = true;
  115.    noLooerThread = new NoLooperThread();
  116.    noLooerThread.start();
  117.    break;
  118.   case 105:     
  119.    //主线程发送消息给other thread
  120.    if(null!=mOtherThreadHandler){
  121.     tv.setText("please look at the error level log for other thread received message from main thread");
  122.     String msgObj = "message from mainThread";
  123.     Message mainThreadMsg = mOtherThreadHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgObj);
  124.     mOtherThreadHandler.sendMessage(mainThreadMsg);
  125.    }
  126.    break;
  127.   case 106:
  128.    finish();
  129.    break;
  130.   }
  131. }
  132. class EventHandler extends Handler
  133. {
  134.   public EventHandler(Looper looper) {
  135.    super(looper);
  136.   }
  137.   public EventHandler() {
  138.    super();
  139.   }
  140.   public void handleMessage(Message msg) {
  141.    //可以根据msg.what执行不同的处理,这里没有这么做
  142.    switch(msg.what){
  143.    case 1:
  144.     tv.setText((String)msg.obj);
  145.     break;
  146.    case 2:
  147.     tv.setText((String)msg.obj);
  148.     noLooerThread.stop();
  149.     break;
  150.    case 3:
  151.     //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
  152.     Log.e(sTag, (String)msg.obj);
  153.     ownLooperThread.stop();
  154.     break;
  155.    default:
  156.     //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
  157.     Log.e(sTag, (String)msg.obj);
  158.     break;
  159.    }
  160.   }
  161. }
  162. //NoLooperThread
  163. class NoLooperThread extends Thread{
  164.   private EventHandler mNoLooperThreadHandler;
  165.   public void run() {
  166.    Looper myLooper, mainLooper;
  167.    myLooper = Looper.myLooper();
  168.    mainLooper = Looper.getMainLooper();    //这是一个static函数
  169.    String obj;
  170.    if(myLooper == null){
  171.     mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);
  172.     obj = "NoLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";
  173.    }
  174.    else {
  175.     mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);
  176.     obj = "This is from NoLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";
  177.    }
  178.    mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0);
  179.    if(false == postRunnable){
  180.     //send message to main thread
  181.     Message m = mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(2, 1, 1, obj);
  182.     mNoLooperThreadHandler.sendMessage(m);
  183.     Log.e(sTag, "NoLooperThread id:" + this.getId());
  184.    }else{
  185.     //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
  186.     //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
  187.     //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
  188.     mNoLooperThreadHandler.post(new Runnable(){  
  189.      @Override  
  190.      public void run() {  
  191.       tv.setText("update UI through handler post runnalbe mechanism!");
  192.       noLooerThread.stop();
  193.      }  
  194.     });  
  195.    }
  196.   }
  197. }

  198. //OwnLooperThread has his own message queue by execute Looper.prepare();
  199. class OwnLooperThread extends Thread{
  200.   private EventHandler mOwnLooperThreadHandler;
  201.   public void run() {
  202.    Looper.prepare();
  203.    Looper myLooper, mainLooper;
  204.    myLooper = Looper.myLooper();
  205.    mainLooper = Looper.getMainLooper();    //这是一个static函数
  206.    String obj;
  207.    if(myLooper == null){
  208.     mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);
  209.     obj = "OwnLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";
  210.    }
  211.    else {
  212.     mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);
  213.     obj = "This is from OwnLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";
  214.    }
  215.    mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0);
  216.    //给自己发送消息
  217.    Message m = mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(3, 1, 1, obj);
  218.    mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(m);
  219.    Looper.loop();
  220.   }
  221. }

  222. //ReceiveMessageThread has his own message queue by execute Looper.prepare();
  223. class ReceiveMessageThread extends Thread{
  224.   public void run() {
  225.    Looper.prepare();
  226.    mOtherThreadHandler = new Handler(){
  227.     public void handleMessage(Message msg) {
  228.      Log.e(sTag, (String)msg.obj);
  229.     }
  230.    };
  231.    Looper.loop();
  232.   }
  233. }

  234. }
复制代码

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


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。


转自:http://www.easyandroid.com/bbs/viewthread.php?tid=33

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