Google参考了Windows的消息处理机制,在Android系统中实现了一套类似的消息处理机制。学习Android的消息处理机制,有几个概念(类)必须了解:
1. Message
消息,理解为线程间通讯的数据单元。例如后台线程在处理数据完毕后需要更新UI,则可发送一条包含更新信息的Message给UI线程。
2. Message Queue
消息队列,用来存放通过Handler发布的消息,按照先进先出执行。
3. Handler
Handler是Message的主要处理者,负责将Message添加到消息队列以及对消息队列中的Message进行处理。
4. Looper
循环器,扮演Message Queue和Handler之间桥梁的角色,循环取出Message Queue里面的Message,并交付给相应的Handler进行处理。
5. 线程
UI thread 通常就是main thread,而Android启动程序时会替它建立一个Message Queue。
每一个线程里可含有一个Looper对象以及一个MessageQueue数据结构。在你的应用程序里,可以定义Handler的子类别来接收Looper所送出的消息。
运行机理:
每个线程都可以并仅可以拥有一个Looper实例,消息队列MessageQueue在Looper的构造函数中被创建并且作为成员变量被保存,也就是说MessageQueue相对于线程也是唯一的。Android应用在启动的时候会默认会为主线程创建一个Looper实例,并借助相关的Handler和Looper里面的MessageQueue完成对Activities、Services、Broadcase Receivers等的管理。而在子线程中,Looper需要通过显式调用Looper. Prepare()方法进行创建。Prepare方法通过ThreadLocal来保证Looper在线程内的唯一性,如果Looper在线程内已经被创建并且尝试再度创建"Only one Looper may be created per thread"异常将被抛出。
Handler在创建的时候可以指定Looper,这样通过Handler的sendMessage()方法发送出去的消息就会添加到指定Looper里面的MessageQueue里面去。在不指定Looper的情况下,Handler绑定的是创建它的线程的Looper。如果这个线程的Looper不存在,程序将抛出"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"。
整个消息处理的大概流程是:1. 包装Message对象(指定Handler、回调函数和携带数据等);2. 通过Handler的sendMessage()等类似方法将Message发送出去;3. 在Handler的处理方法里面将Message添加到Handler绑定的Looper的MessageQueue;4. Looper的loop()方法通过循环不断从MessageQueue里面提取Message进行处理,并移除处理完毕的Message;5. 通过调用Message绑定的Handler对象的dispatchMessage()方法完成对消息的处理。
在dispatchMessage()方法里,如何处理Message则由用户指定,三个判断,优先级从高到低:1. 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;2. Handler里面mCallback指向的一个实现了Callback接口的对象,由其handleMessage进行处理;3. 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。
Android的消息机制(一)
android 有一种叫消息队列的说法,这里我们可以这样理解:假如一个隧道就是一个消息队列,那么里面的每一部汽车就是一个一个消息,这里我们先忽略掉超车等种种因素,只那么先进隧道的车将会先出,这个机制跟我们android 的消息机制是一样的。
一、 角色描述
1.Looper:(相当于隧道)一个线程可以产生一个Looper对象,由它来管理此线程里的Message Queue(车队,消息隧道)。
2.Handler:你可以构造Handler对象来与Looper沟通,以便push新消息到Message Queue里;或者接收Looper(从Message Queue取出)所送来的消息。
3. Message Queue(消息队列):用来存放线程放入的消息。
4.线程:UI thread通常就是main thread,而Android启动程序时会替它建立一个Message Queue。
每一个线程里可含有一个Looper对象以及一个MessageQueue数据结构。在你的应用程序里,可以定义Handler的子类别来接收Looper所送出的消息。
在你的Android程序里,新诞生一个线程,或执行(Thread)时,并不会自动建立其Message Loop。
Android里并没有Global的Message Queue数据结构,例如,不同APK里的对象不能透过Massage Queue来交换讯息(Message)。
例如:线程A的Handler对象可以传递消息给别的线程,让别的线程B或C等能送消息来给线程A(存于A的Message Queue里)。
线程A的Message Queue里的讯息,只有线程A所属的对象可以处理。
使用Looper.myLooper可以取得当前线程的Looper对象。
使用mHandler = new EevntHandler(Looper.myLooper());可用来构造当前线程的Handler对象;其中,EevntHandler是自已实现的Handler的子类别。
使用mHandler = new EevntHandler(Looper.getMainLooper());可诞生用来处理main线程的Handler对象;其中,EevntHandler是自已实现的Handler的子类别。
这样描述可能太抽像,下面举几个实际的例子来说明:
二、 举例
1. 同线程内不同组件间的消息传递
Looper类用来管理特定线程内对象之间的消息交换(Message Exchange)。你的应用程序可以产生许多个线程。而一个线程可以有许多个组件,这些组件之间常常需要互相交换讯息。如果有这种需要,您可以替线程构造一个Looper对象,来担任讯息交换的管理工作。Looper对象会建立一个MessageQueue数据结构来存放各对象传来的消息(包括UI事件或System事件等)。如下图:
每一个线程里可含有一个Looper对象以及一个MessageQueue数据结构。在你的应用程序里,可以定义Handler的子类别来接收Looper所送出的消息。
同线程不同组件之间的消息传递:
publicclass Activity1extends Activityimplements OnClickListener{ Buttonbutton =null; TextViewtext =null; @Override protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity1); button = (Button)findViewById(R.id.btn); button.setOnClickListener(this); text = (TextView)findViewById(R.id.content); } publicvoid onClick(View v) { switch (v.getId()) { case R.id.btn: Looper looper = Looper.myLooper();//取得当前线程里的looper MyHandler mHandler =new MyHandler(looper);//构造一个handler使之可与looper通信 //buton等组件可以由mHandler将消息传给looper后,再放入messageQueue中,同时mHandler也可以接受来自looper消息 mHandler.removeMessages(0); String msgStr ="主线程不同组件通信:消息来自button"; Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgStr);//构造要传递的消息 mHandler.sendMessage(m);//发送消息:系统会自动调用handleMessage方法来处理消息 break; } } privateclass MyHandlerextends Handler{ public MyHandler(Looper looper){ super(looper); } @Override publicvoid handleMessage(Message msg) {//处理消息 text.setText(msg.obj.toString()); } } }
说明:
此程序启动时,当前线程(即主线程, main thread)已诞生了一个Looper对象,并且有了一个MessageQueue数据结构。
looper = Looper.myLooper ();
调用Looper类别的静态myLooper()函数,以取得目前线程里的Looper对象.
mHandler = new MyHandler (looper);
构造一个MyHandler对象来与Looper沟通。Activity等对象可以藉由MyHandler对象来将消息传给Looper,然后放入MessageQueue里;MyHandler对象也扮演Listener的角色,可接收Looper对象所送来的消息。
Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj);
先构造一个Message对象,并将数据存入对象里。
mHandler.sendMessage(m);
就透过mHandler对象而将消息m传给Looper,然后放入MessageQueue里。
此时,Looper对象看到MessageQueue里有消息m,就将它广播出去,mHandler对象接到此讯息时,会呼叫其handleMessage()函数来处理,于是输出"This my message!"于画面上,
Android消息处理机制(二)
角色综述(回顾):
(1)UI thread通常就是main thread,而Android启动程序时会替它建立一个MessageQueue。
(2)当然需要一个Looper对象,来管理该MessageQueue。
(3)我们可以构造Handler对象来push新消息到Message Queue里;或者接收Looper(从Message Queue取出)所送来的消息。
(4)线程A的Handler对象可以传递给别的线程,让别的线程B或C等能送讯息来给线程A(存于A的Message Queue里)。
(5)线程A的Message Queue里的消息,只有线程A所属的对象可以处理。
子线程传递消息给主线程
public class Activity2extends Activityimplements OnClickListener{ Buttonbutton =null; TextViewtext =null; MyHandlermHandler =null; Threadthread ; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity1); button = (Button)findViewById(R.id.btn); button.setOnClickListener(this); text = (TextView)findViewById(R.id.content); } public void onClick(View v) { switch (v.getId()) { case R.id.btn: thread =new MyThread(); thread.start(); break; } } private class MyHandlerextends Handler{ public MyHandler(Looper looper){ super(looper); } @Override public void handleMessage(Message msg) {//处理消息 text.setText(msg.obj.toString()); } } private class MyThreadextends Thread{ @Override public void run() { Looper curLooper = Looper.myLooper(); Looper mainLooper = Looper.getMainLooper(); String msg ; if(curLooper==null){ mHandler =new MyHandler(mainLooper); msg ="curLooper is null"; }else{ mHandler =new MyHandler(curLooper); msg ="This is curLooper"; } mHandler.removeMessages(0); Message m =mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msg); mHandler.sendMessage(m); } } }
说明:
Android会自动替主线程建立Message Queue。在这个子线程里并没有建立Message Queue。所以,myLooper值为null,而mainLooper则指向主线程里的Looper。于是,执行到:
mHandler = new MyHandler (mainLooper);
此mHandler属于主线程。
mHandler.sendMessage(m);
就将m消息存入到主线程的Message Queue里。mainLooper看到Message Queue里有讯息,就会作出处理,于是由主线程执行到mHandler的handleMessage()来处理消息。
用Android线程间通信的Message机制
在Android下面也有多线程的概念,在C/C++中,子线程可以是一个函数,一般都是一个带有循环的函数,来处理某些数据,优先线程只是一个复杂的运算过程,所以可能不需要while循环,运算完成,函数结束,线程就销毁。对于那些需要控制的线程,一般我们都是和互斥锁相互关联,从而来控制线程的进度,一般我们创建子线程,一种线程是很常见的,那就是带有消息循环的线程。
消息循环是一个很有用的线程方式,曾经自己用C在Linux下面实现一个消息循环的机制,往消息队列里添加数据,然后异步的等待消息的返回。当消息队列为空的时候就会挂起线程,等待新的消息的加入。这是一个很通用的机制。
在Android,这里的线程分为有消息循环的线程和没有消息循环的线程,有消息循环的线程一般都会有一个Looper,这个事android的新概念。我们的主线程(UI线程)就是一个消息循环的线程。针对这种消息循环的机制,我们引入一个新的机制Handle,我们有消息循环,就要往消息循环里面发送相应的消息,自定义消息一般都会有自己对应的处理,消息的发送和清除,消息的的处理,把这些都封装在Handle里面,注意Handle只是针对那些有Looper的线程,不管是UI线程还是子线程,只要你有Looper,我就可以往你的消息队列里面添加东西,并做相应的处理。
但是这里还有一点,就是只要是关于UI相关的东西,就不能放在子线程中,因为子线程是不能操作UI的,只能进行数据、系统等其他非UI的操作。
那么什么情况下面我们的子线程才能看做是一个有Looper的线程呢?我们如何得到它Looper的句柄呢?
Looper.myLooper();获得当前的Looper
Looper.getMainLooper () 获得UI线程的Lopper
我们看看Handle的初始化函数,如果没有参数,那么他就默认使用的是当前的Looper,如果有Looper参数,就是用对应的线程的Looper。
如果一个线程中调用Looper.prepare(),那么系统就会自动的为该线程建立一个消息队列,然后调用 Looper.loop();之后就进入了消息循环,这个之后就可以发消息、取消息、和处理消息。这个如何发送消息和如何处理消息可以再其他的线程中通过Handle来做,但前提是我们的Hanle知道这个子线程的Looper,但是你如果不是在子线程运行 Looper.myLooper(),一般是得不到子线程的looper的。
public void run() { synchronized (mLock) { Looper.prepare(); //do something } Looper.loop(); }
所以很多人都是这样做的:我直接在子线程中新建handle,然后在子线程中发送消息,这样的话就失去了我们多线程的意义了。
class myThread extends Thread{ private EHandler mHandler ; public void run() { Looper myLooper, mainLooper; myLooper = Looper.myLooper (); mainLooper = Looper.getMainLooper (); String obj; if (myLooper == null ){ mHandler = new EHandler(mainLooper); obj = "current thread has no looper!" ; } else { mHandler = new EHandler(myLooper); obj = "This is from current thread." ; } mHandler .removeMessages(0); Message m = mHandler .obtainMessage(1, 1, 1, obj); mHandler .sendMessage(m); } }
可以让其他的线程来控制我们的handle,可以把 private EHandler mHandler ;放在外面,这样我们的发消息和处理消息都可以在外面来定义,这样增加程序代码的美观,结构更加清晰。
对如任何的Handle,里面必须要重载一个函数
public void handleMessage(Message msg)
这个函数就是我们的消息处理,如何处理,这里完全取决于你,然后通过 obtainMessage和 sendMessage等来生成和发送消息, removeMessages(0)来清除消息队列。Google真是太智慧了,这种框架的产生,我们写代码更加轻松了。
有的时候,我们的子线程想去改变UI了,这个时候千万不要再子线程中去修改,获得UI线程的Looper,然后发送消息即可。
我们看看Goole Music App的源代码。
在MediaPlaybackActivity.java中,我们可以看一下再OnCreate中的有这样的两句:
mAlbumArtWorker = new Worker("album art worker");
mAlbumArtHandler = new AlbumArtHandler(mAlbumArtWorker.getLooper());
很明显这两句,是构建了一个子线程。并且这个子线程还是Looper的子线程,这里很牛逼的使用了 mAlbumArtWorker.getLooper()这个函数,因为我们知道,我们能够得到子线程的Looper的途径只有一个:就是在子线程中调用 Looper.myLooper (),并且这个函数还要在我们perpare之后调用才能得到正确的Looper,但是他这里用了一个这样的什么东东 getLooper,不知道它是如何实现的?
这里有一个大概的思路,我们在子线程的的prepare之后调用 myLooper ()这个方法,然后保存在一个成员变量中,这个getLooper就返回这个东西,但是这里会碰到多线程的一个很突出的问题,同步。我们在父线程中调用 mAlbumArtWorker.getLooper(),但是想要这个返回正确的looper就必须要求我们的子线程运行了prepare,但是这个东西实在子线程运行的,我们如何保证呢?
我们看Google是如何实现的?
private class Worker implements Runnable { private final Object mLock = new Object(); private Looper mLooper; /** * Creates a worker thread with the given name. The thread * then runs a [email=%7B@link]{@link[/email] android.os.Looper}. * @param name A name for the new thread */ Worker(String name) { Thread t = new Thread(null, this, name); t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); t.start(); synchronized (mLock) { while (mLooper == null) { try { mLock.wait(); } catch (InterruptedException ex) { } } } } public Looper getLooper() { return mLooper; } public void run() { synchronized (mLock) { Looper.prepare(); mLooper = Looper.myLooper(); mLock.notifyAll(); } Looper.loop(); } public void quit() { mLooper.quit(); } }
我们知道,一个线程类的构造函数是在主线程中完成的,所以在我们的 Worker的构造函数中我们创佳一个线程,然后让这个线程运行,这一这个线程的创建是指定一个 Runnabl,这里就是我们的Worker本身,在主线程调用 t.start();,这后,我们子线程已经创建,并且开始执行work的run方法。然后下面的代码很艺术:
synchronized (mLock) { while (mLooper == null) { try { mLock.wait(); } catch (InterruptedException ex) { } } }
我们开始等待我们的子线程给mLooper赋值,如果不赋值我们就继续等,然后我们的子线程在运行run方法之后,在给 mLooper赋值之后,通知worker够着函数中的wait,然后我们的构造函数才能完成,所以我们说:
mAlbumArtWorker = new Worker("album art worker");
这句本身就是阻塞的,它创建了一个子线程,开启了子线程,并且等待子线程给mLooper赋值,赋值完成之后,这个函数才返回,这样才能保证我们的子线程的Looper的获取绝对是正确的,这个构思很有创意。值得借鉴
Android中Handler的使用方法——在子线程中更新界面
本文主要介绍Android的Handler的使用方法。Handler可以发送Messsage和Runnable对象到与其相关联的线程的消息队列。每个Handler对象与创建它的线程相关联,并且每个Handler对象只能与一个线程相关联。
1. Handler一般有两种用途:1)执行计划任务,你可以再预定的实现执行某些任务,可以模拟定时器。2)线程间通信。在Android的应用启动时,会创建一个主线程,主线程会创建一个消息队列来处理各种消息。当你创建子线程时,你可以再你的子线程中拿到父线程中创建的Handler对象,就可以通过该对象向父线程的消息队列发送消息了。由于Android要求在UI线程中更新界面,因此,可以通过该方法在其它线程中更新界面。
◆ 通过Runnable在子线程中更新界面的例子
1.○ 在onCreate中创建Handler
public class HandlerTestApp extends Activity { Handler mHandler; TextView mText; /** Called when the activity is first created. */ @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); mHandler = new Handler();//创建Handler mText = (TextView) findViewById(R.id.text0);//一个TextView }
○ 构建Runnable对象,在runnable中更新界面,此处,我们修改了TextView的文字.此处需要说明的是,Runnable对象可以再主线程中创建,也可以再子线程中创建。我们此处是在子线程中创建的。
Runnable mRunnable0 = new Runnable() { @Override public void run() { mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN"); } };
○ 创建子线程,在线程的run函数中,我们向主线程的消息队列发送了一个runnable来更新界面。
private void updateUIByRunnable(){ new Thread() { //Message msg = mHandler.obtainMessage(); public void run() { //mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN");//这句将抛出异常 mHandler.post(mRunnable0); } }.start(); }
◆ 用Message在子线程中来更新界面
1. 用Message更新界面与Runnable更新界面类似,只是需要修改几个地方。
○ 实现自己的Handler,对消息进行处理
private class MyHandler extends Handler { @Override public void handleMessage(Message msg) { super.handleMessage(msg); switch(msg.what) { case UPDATE://在收到消息时,对界面进行更新 mText.setText("This update by message"); break; } } }
○ 在新的线程中发送消息
private void updateByMessage() { //匿名对象 new Thread() { public void run() { //mText.setText("This is Update from ohter thread, Mouse DOWN"); //UPDATE是一个自己定义的整数,代表了消息ID Message msg = mHandler.obtainMessage(UPDATE); mHandler.sendMessage(msg); } }.start(); }