Android线程间通信的Message机制

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

1.    1. public static final void prepare() {  
   
2.    2.     if (sThreadLocal.get() != null) {  
   
3.    3.         throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  
   
4.    4.     }  
   
5.    5.     sThreadLocal.set(new Looper());  
   
6.    6. }  

复制代码

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. }

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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

1.    1. private Looper() {  
   
2.    2.     mQueue = new MessageQueue();  
   
3.    3.     mRun = true;  
   
4.    4.     mThread = Thread.currentThread();  
   
5.    5. }  

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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。

Java代码

   1. public static final void prepareMainLooper() {  
   2.     prepare();  
   3.     setMainLooper(myLooper());  
   4.     if (Process.supportsProcesses()) {  
   5.         myLooper().mQueue.mQuitAllowed = false;  
   6.     }  
   7. }  

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。

Java代码

1. 1. public static final void loop() {  
   
2.    2.     Looper me = myLooper();  
   
3.    3.     MessageQueue queue = me.mQueue;  
   
4.    4.     while (true) {  
   
5.    5.         Message msg = queue.next(); // might block  
   
6.    6.         //if (!me.mRun) {  
   
7.    7.         //    break;  
   
8.    8.         //}  
   
9.    9.         if (msg != null) {  
   
10.   10.             if (msg.target == null) {  
    
11.   11.                 // No target is a magic identifier for the quit message  
    
12.   12.                 return;  
    
13.   13.             }  
    
14.   14.   
    
15.   15.             if (me.mLogging!= null)   
    
16.   16.                 me.mLogging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "+ msg.callback + ": " + msg.what);  
    
17.   17.             msg.target.dispatchMessage(msg);  
    
18.   18.             if (me.mLogging!= null)   
    
19.   19.                 me.mLogging.println("<<<<< Finished to" + msg.target + " "+ msg.callback);  
    
20.   20.             msg.recycle();  
    
21.   21.         }  
    
22.   22.     }  
    
23.   23. }  
    
24. 
    
25. public static final void loop() {
    
26.     Looper me = myLooper();
    
27.     MessageQueue queue = me.mQueue;
    
28.     while (true) {
    
29.         Message msg = queue.next(); // might block
    
30.         //if (!me.mRun) {
    
31.         //    break;
    
32.         //}
    
33.         if (msg != null) {
    
34.             if (msg.target == null) {
    
35.                 // No target is a magic identifier for the quit message
    
36.                 return;
    
37.             }
    
38. 
    
39.             if (me.mLogging!= null)
    
40.                 me.mLogging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "+ msg.callback + ": " + msg.what);
    
41.             msg.target.dispatchMessage(msg);
    
42.             if (me.mLogging!= null)
    
43.                 me.mLogging.println("<<<<< Finished to" + msg.target + " "+ msg.callback);
    
44.             msg.recycle();
    
45.         }
    
46.     }
    
47. }

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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

   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. }  

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。

Java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. }  

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

Java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. }  

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）。

Java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. }  

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：

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：