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  • 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：

    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. 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(1, 1, 1, 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(1, 1, 1, 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(2, 1, 1, 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(3, 1, 1, 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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