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1.活用Android線程間通信的Message機(jī)制

1.1.Message
代碼在frameworks\base\core\java\android\Os\Message.java中。

Message.obtain函數(shù)：有多個(gè)obtain函數(shù)，主要功能一樣，只是參數(shù)不一樣。作用是從Message Pool中取出一個(gè)Message，如果Message Pool中已經(jīng)沒(méi)有Message可取則新建一個(gè)Message返回，同時(shí)用對(duì)應(yīng)的參數(shù)給得到的Message對(duì)象賦值。

Message Pool：大小為10個(gè)；通過(guò)Message.mPool->（Message并且Message.next）-> （Message并且Message.next）-> （Message并且Message.next）...構(gòu)造一個(gè)Message Pool。Message Pool的第一個(gè)元素直接new出來(lái)，然后把Message.mPool（static類的static變量）指向它。其他的元素都是使用完的 Message通過(guò)Message的recycle函數(shù)清理后放到Message Pool（通過(guò)Message Pool最后一個(gè)Message的next指向需要回收的Message的方式實(shí)現(xiàn)）。下圖為Message Pool的結(jié)構(gòu)：


1.2.MessageQueue
MessageQueue里面有一個(gè)收到的Message的對(duì)列：

MessageQueue.mMessages(static變量)->( Message并且Message.next)-> ( Message并且Message.next)->...，下圖為接收消息的消息隊(duì)列：

上層代碼通過(guò)Handler的sendMessage等函數(shù)放入一個(gè)message到MessageQueue里面時(shí)最終會(huì)調(diào)用MessageQueue的 enqueueMessage函數(shù)。enqueueMessage根據(jù)上面的接收的Message的隊(duì)列的構(gòu)造把接收到的Message放入隊(duì)列中。

MessageQueue的removeMessages函數(shù)根據(jù)上面的接收的Message的隊(duì)列的構(gòu)造把接收到的Message從隊(duì)列中刪除，并且調(diào)用對(duì)應(yīng)Message對(duì)象的recycle函數(shù)把不用的Message放入Message Pool中。

1.3.Looper
Looper對(duì)象的創(chuàng)建是通過(guò)prepare函數(shù)，而且每一個(gè)Looper對(duì)象會(huì)和一個(gè)線程關(guān)聯(lián)

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對(duì)象創(chuàng)建時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)MessageQueue，主線程默認(rèn)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Looper從而有MessageQueue，其他線程默認(rèn)是沒(méi)有 MessageQueue的不能接收Message，如果需要接收Message則需要通過(guò)prepare函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)MessageQueue。具體操作請(qǐng)見(jiàn)示例代碼。

private Looper() {mQueue = new MessageQueue();mRun = true;mThread = Thread.currentThread();}

prepareMainLooper函數(shù)只給主線程調(diào)用（系統(tǒng)處理，程序員不用處理），它會(huì)調(diào)用prepare建立Looper對(duì)象和MessageQueue。

public static final void prepareMainLooper() {prepare();setMainLooper(myLooper());if (Process.supportsProcesses()) {myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;}}

Loop函數(shù)從MessageQueue中從前往后取出Message，然后通過(guò)Handler的dispatchMessage函數(shù)進(jìn)行消息的處理（可見(jiàn)消息的處理是Handler負(fù)責(zé)的），消息處理完了以后通過(guò)Message對(duì)象的recycle函數(shù)放到Message Pool中，以便下次使用，通過(guò)Pool的處理提供了一定的內(nèi)存管理從而加速消息對(duì)象的獲取。至于需要定時(shí)處理的消息如何做到定時(shí)處理，請(qǐng)見(jiàn) MessageQueue的next函數(shù)，它在取Message來(lái)進(jìn)行處理時(shí)通過(guò)判斷MessageQueue里面的Message是否符合時(shí)間要求來(lái)決定是否需要把Message取出來(lái)做處理，通過(guò)這種方式做到消息的定時(shí)處理。

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 messagereturn;}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的構(gòu)造函數(shù)表示Handler會(huì)有成員變量指向Looper和MessageQueue，后面我們會(huì)看到?jīng)]什么需要這些引用；至于callback是實(shí)現(xiàn)了Callback接口的對(duì)象，后面會(huì)看到這個(gè)對(duì)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);}

獲取消息：直接通過(guò)Message的obtain方法獲取一個(gè)Message對(duì)象。

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

發(fā)送消息：通過(guò)MessageQueue的enqueueMessage把Message對(duì)象放到MessageQueue的接收消息隊(duì)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;}

線程如何處理MessageQueue中接收的消息：在Looper的loop函數(shù)中循環(huán)取出MessageQueue的接收消息隊(duì)列中的消息，然后調(diào)用 Hander的dispatchMessage函數(shù)對(duì)消息進(jìn)行處理，至于如何處理（相應(yīng)消息）則由用戶指定（三個(gè)方法，優(yōu)先級(jí)從高到低：Message里面的Callback，一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的對(duì)象，其中run函數(shù)做處理工作；Handler里面的mCallback指向的一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 Callback接口的對(duì)象，里面的handleMessage進(jìn)行處理；處理消息Handler對(duì)象對(duì)應(yīng)的類繼承并實(shí)現(xiàn)了其中 handleMessage函數(shù)，通過(guò)這個(gè)實(shí)現(xiàn)的handleMessage函數(shù)處理消息）。

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

Runnable說(shuō)明：Runnable只是一個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類對(duì)應(yīng)的對(duì)象也只是個(gè)普通的對(duì)象，并不是一個(gè)Java中的Thread。Thread類經(jīng)常使用Runnable，很多人有誤解，所以這里澄清一下。


從上可知以下關(guān)系圖：

其中清理Message是Looper里面的loop函數(shù)指把處理過(guò)的Message放到Message的Pool里面去，如果里面已經(jīng)超過(guò)最大值10個(gè)，則丟棄這個(gè)Message對(duì)象。

調(diào)用Handler是指Looper里面的loop函數(shù)從MessageQueue的接收消息隊(duì)列里面取出消息，然后根據(jù)消息指向的Handler對(duì)象調(diào)用其對(duì)應(yīng)的處理方法。
1.5.代碼示例

下面我們會(huì)以android實(shí)例來(lái)展示對(duì)應(yīng)的功能，程序界面于下：

程序代碼如下，后面部分有代碼說(shuō)明：

package com.android.messageexample;import android.app.Activity;import android.content.Context;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.widget.Button;import android.widget.LinearLayout;import android.widget.TextView;public class MessageExample extends Activity implements OnClickListener {private final int WC = LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT;    private final int FP = LinearLayout.LayoutParams.FILL_PARENT;    public TextView tv;    private EventHandler mHandler;    private Handler mOtherThreadHandler=null;    private Button btn, btn2, btn3, btn4, btn5, btn6;    private NoLooperThread noLooerThread = null;    private OwnLooperThread ownLooperThread = null;    private ReceiveMessageThread receiveMessageThread =null;    private Context context = null;    private final String sTag = "MessageExample";    private boolean postRunnable = false;/** Called when the activity is first created. */@Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        context = this.getApplicationContext();        LinearLayout layout = new LinearLayout(this);        layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);        btn = new Button(this);        btn.setId(101);        btn.setText("message from main thread self");        btn.setOnClickListener(this);        LinearLayout.LayoutParams param =            new LinearLayout.LayoutParams(250,50);        param.topMargin = 10;        layout.addView(btn, param);        btn2 = new Button(this);        btn2.setId(102);        btn2.setText("message from other thread to main thread");        btn2.setOnClickListener(this);        layout.addView(btn2, param);        btn3 = new Button(this);        btn3.setId(103);        btn3.setText("message to other thread from itself");        btn3.setOnClickListener(this);        layout.addView(btn3, param);        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, param);        btn5 = new Button(this);        btn5.setId(105);        btn5.setText("main thread's message to other thread");        btn5.setOnClickListener(this);        layout.addView(btn5, param);        btn6 = new Button(this);        btn6.setId(106);        btn6.setText("exit");        btn6.setOnClickListener(this);        layout.addView(btn6, param);        tv = new TextView(this);        tv.setTextColor(Color.WHITE);        tv.setText("");        LinearLayout.LayoutParams param2 =           new LinearLayout.LayoutParams(FP, WC);        param2.topMargin = 10;        layout.addView(tv, param2);        setContentView(layout);                     //主線程要發(fā)送消息給other thread， 這里創(chuàng)建那個(gè)other thread  receiveMessageThread = new ReceiveMessageThread();  receiveMessageThread.start();    }//implement the OnClickListener interface@Overridepublic void onClick(View v) {  switch(v.getId()){  case 101:   //主線程發(fā)送消息給自己   Looper looper;   looper = Looper.myLooper();  //get the Main looper related with the main thread   //如果不給任何參數(shù)的話會(huì)用當(dāng)前線程對(duì)應(yīng)的Looper(這里就是Main Looper)為Handler里面的成員mLooper賦值   mHandler = new EventHandler(looper);   //mHandler = new EventHandler();   // 清除整個(gè)MessageQueue里的消息   mHandler.removeMessages(0);   String obj = "This main thread's message and received by itself!";   //得到Message對(duì)象   Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj);   // 將Message對(duì)象送入到main thread的MessageQueue里面   mHandler.sendMessage(m);   break;  case 102:      //other線程發(fā)送消息給主線程   postRunnable = false;   noLooerThread = new NoLooperThread();   noLooerThread.start();   break;  case 103:     //other thread獲取它自己發(fā)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通過(guò)Post Runnable方式發(fā)送消息給主線程   postRunnable = true;   noLooerThread = new NoLooperThread();   noLooerThread.start();   break;  case 105:        //主線程發(fā)送消息給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;  }}class EventHandler extends Handler{  public EventHandler(Looper looper) {   super(looper);  }  public EventHandler() {   super();  }  public void handleMessage(Message msg) {   //可以根據(jù)msg.what執(zhí)行不同的處理，這里沒(méi)有這么做   switch(msg.what){   case 1:    tv.setText((String)msg.obj);    break;   case 2:    tv.setText((String)msg.obj);    noLooerThread.stop();    break;   case 3:    //不能在非主線程的線程里面更新UI，所以這里通過(guò)Log打印收到的消息    Log.e(sTag, (String)msg.obj);    ownLooperThread.stop();    break;   default:    //不能在非主線程的線程里面更新UI，所以這里通過(guò)Log打印收到的消息    Log.e(sTag, (String)msg.obj);    break;   }  }}//NoLooperThreadclass NoLooperThread extends Thread{  private EventHandler mNoLooperThreadHandler;  public void run() {   Looper myLooper, mainLooper;   myLooper = Looper.myLooper();   mainLooper = Looper.getMainLooper();    //這是一個(gè)static函數(shù)   String obj;   if(myLooper == null){    mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);    obj = "NoLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   }   else {    mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);    obj = "This is from NoLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";   }   mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0);   if(false == postRunnable){    //send message to main thread    Message m = mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(2, 1, 1, obj);    mNoLooperThreadHandler.sendMessage(m);    Log.e(sTag, "NoLooperThread id:" + this.getId());   }else{    //下面new出來(lái)的實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的對(duì)象中run函數(shù)是在Main Thread中執(zhí)行，不是在NoLooperThread中執(zhí)行    //注意Runnable是一個(gè)接口，它里面的run函數(shù)被執(zhí)行時(shí)不會(huì)再新建一個(gè)線程    //您可以在run上加斷點(diǎn)然后在eclipse調(diào)試中看它在哪個(gè)線程中執(zhí)行    mNoLooperThreadHandler.post(new Runnable(){       @Override       public void run() {        tv.setText("update UI through handler post runnalbe mechanism!");      noLooerThread.stop();     }      });     }  }}//OwnLooperThread has his own message queue by execute Looper.prepare();class OwnLooperThread extends Thread{  private EventHandler mOwnLooperThreadHandler;  public void run() {   Looper.prepare();   Looper myLooper, mainLooper;   myLooper = Looper.myLooper();   mainLooper = Looper.getMainLooper();    //這是一個(gè)static函數(shù)   String obj;   if(myLooper == null){    mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper);    obj = "OwnLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!";   }   else {    mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper);    obj = "This is from OwnLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!";   }   mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0);   //給自己發(fā)送消息   Message m = mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(3, 1, 1, obj);   mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(m);   Looper.loop();  }}//ReceiveMessageThread has his own message queue by execute Looper.prepare();class ReceiveMessageThread extends Thread{  public void run() {   Looper.prepare();   mOtherThreadHandler = new Handler(){    public void handleMessage(Message msg) {     Log.e(sTag, (String)msg.obj);    }   };   Looper.loop();  }}}

說(shuō)明（代碼詳細(xì)解釋請(qǐng)見(jiàn)后文）：

使用Looper.myLooper靜態(tài)方法可以取得當(dāng)前線程的Looper對(duì)象。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.myLooper()); 可建立用來(lái)處理當(dāng)前線程的Handler對(duì)象；其中，EevntHandler是Handler的子類。

使用mHandler = new EevntHandler(Looper.getMainLooper()); 可建立用來(lái)處理main線程的Handler對(duì)象；其中，EevntHandler是Handler的子類。


1.5.1.主線程給自己發(fā)送消息示例

主線程發(fā)送消息：

在onClick的case 101中創(chuàng)建一個(gè)繼承自Handler的EventHandler對(duì)象，然后獲取一個(gè)消息，然后通過(guò)EventHandler對(duì)象調(diào)用 sendMessage把消息發(fā)送到主線程的MessageQueue中。主線程由系統(tǒng)創(chuàng)建，系統(tǒng)會(huì)給它建立一個(gè)Looper對(duì)象和 MessageQueue，所以可以接收消息。這里只要根據(jù)主線程的Looper對(duì)象初始化EventHandler對(duì)象，就可以通過(guò) EventHandler對(duì)象發(fā)送消息到主線程的消息隊(duì)列中。

主線程處理消息：

這里是通過(guò)EventHandler的handleMessage函數(shù)處理的，其中收到的Message對(duì)象中what值為一的消息就是發(fā)送給它的，然后把消息里面附帶的字符串在TextView上顯示出來(lái)。


1.5.2.其他線程給主線程發(fā)送消息示例

其他線程發(fā)送消息（這里是說(shuō)不使用Runnable作為callback的消息）：

首先 postRunnable設(shè)為false，表示不通過(guò)Runnable方式進(jìn)行消息相關(guān)的操作。然后啟動(dòng)線程noLooerThread，然后以主線程的Looper對(duì)象為參數(shù)建立EventHandler的對(duì)象mNoLooperThreadHandler，然后獲取一個(gè)Message并把一個(gè)字符串賦值給它的一個(gè)成員obj，然后通過(guò)mNoLooperThreadHandler把消息發(fā)送到主線程的MessageQueue中。

主線程處理消息：

這里是通過(guò)EventHandler的handleMessage函數(shù)處理的，其中收到的Message對(duì)象中what值為二的消息就是上面發(fā)送給它的，然后把消息里面附帶的字符串在TextView上顯示出來(lái)。

1.5.3.其他線程給自己發(fā)送消息示例

其他線程發(fā)送消息：

其他非主線程建立后沒(méi)有自己的Looper對(duì)象，所以也沒(méi)有MessageQueue，需要給非主線程發(fā)送消息時(shí)需要建立MessageQueue以便接收消息。下面說(shuō)明如何給自己建立MessageQueue和Looper對(duì)象。從OwnLooperThread的run函數(shù)中可以看見(jiàn)有一個(gè) Looper.prepare()調(diào)用，這個(gè)就是用來(lái)建立非主線程的MessageQueue和Looper對(duì)象的。

所以這里的發(fā)送消息過(guò)程是建立線程mOwnLooperThread，然后線程建立自己的Looper和MessageQueue對(duì)象，然后根據(jù)上面建立的Looper對(duì)象建立對(duì)應(yīng)的EventHandler對(duì)象mOwnLooperThreadHandler，然后由mOwnLooperThreadHandler建立消息并且發(fā)送到自己的MessageQueue里面。

其他線程處理接收的消息：

線程要接收消息需要在run函數(shù)中調(diào)用Looper.loop()，然后loop函數(shù)會(huì)從MessageQueue中取出消息交給對(duì)應(yīng)的Handler對(duì)象 mOwnLooperThreadHandler處理，在mOwnLooperThreadHandler的handleMessage函數(shù)中會(huì)把 Message對(duì)象中what值為三的消息（上面發(fā)送的消息）在Log中打印出來(lái)，可以通過(guò)Logcat工具查看log。

1.5.4.其他線程以Runnable為消息參數(shù)給主線程發(fā)送消息示例

其他線程發(fā)送消息（這里是說(shuō)使用Runnable作為callback的消息）：

首先 postRunnable設(shè)為true，表示通過(guò)Runnable方式進(jìn)行消息相關(guān)的操作。然后啟動(dòng)線程noLooerThread，然后以主線程的Looper對(duì)象為參數(shù)建立EventHandler的對(duì)象mNoLooperThreadHandler，然后獲取一個(gè)Message并把一個(gè)字符串賦值給它的一個(gè)成員obj，然后通過(guò)mNoLooperThreadHandler把消息發(fā)送到主線程的MessageQueue中。

主線程處理消息：

主線程收到上面發(fā)送的Message后直接運(yùn)行上面Runnable對(duì)象中的run函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的操作。run函數(shù)通過(guò)Log打印一個(gè)字符串，可以通過(guò)Logcat工具查看log。


1.5.5.主線程給其他線程發(fā)送消息示例

主線程發(fā)送消息：

這里首先要求線程receiveMessageThread運(yùn)行（在onCreate函數(shù)中完成），并且準(zhǔn)備好自己的Looper和 MessageQueue（這個(gè)通過(guò)ReceiveMessageThread中的run函數(shù)中的Looper.prepare()調(diào)用完成），然后根據(jù)建立的Looper對(duì)象初始化Handler對(duì)象mOtherThreadHandler。然后在onClick的case 105中由mOtherThreadHandler建立一個(gè)消息（消息中有一個(gè)字符串對(duì)象）并且發(fā)送到線程receiveMessageThread中的 MessageQueue中。

其他線程處理接收的消息：

線程要接收消息需要在run函數(shù)中調(diào)用Looper.loop()，然后loop函數(shù)會(huì)從MessageQueue中取出消息交給對(duì)應(yīng)的Handler對(duì)象mOtherThreadHandler處理，在mOtherThreadHandler的handleMessage函數(shù)中會(huì)把Message對(duì)象中的字符串對(duì)象在Log中打印出來(lái)，可以通過(guò)Logcat工具查看log。

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