Android开发之消息处理机制（二）——消息循环

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 *  Android开发之消息处理机制（二）——消息循环

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 *  Created on: 2011-9-1

 *  Author: blueeagle

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       先介绍一下如何在Android应用程序中使用后台线程和UI线程。

创建Android友好的后台线程时，最灵活的方式就是创建Handler子类的一个实例。每个Activity仅需要一个Handler对象，而且不需要手动注册他。

       后台线程可以与Handler通讯，Handler将在Activity的UI线程上执行自己所有的工作。这一点非常重要。因为UI的更改，只能发生在Activity的UI线程上。

       有两种与Handler通信的方式：消息和Runnable对象。

       关于消息：

       要向Handler发送一个Message，首先调用obtainMessage()从池中获取Message对象。obtainMessage()对象有许多特点，允许创建空的Message对象或填充了消息标示符和参数的对象。需要的Handler处理过程越复杂，就越需要将数据放在Message中，以帮助Handler区分不同的事件。

       然后可以通过消息队列将Message发送给Handler，此时需要使用sendMessage…()系列方法中的一个方法。

       sendMessage();立即将消息放在队列中。

       sendMessageAtFrontOfQueue();立即将消息放在队列中，并将其放在消息队列的最前面，这样该消息就会具有比所有其他消息更高的优先级。

       sendMessageAtTime();在规定的时间将消息放在队列中，这个时间用ms表示，基于系统正常工作时间。（SystemClock.uptimeMillis()）

       sendMessageDelayed();在一段延迟之后将消息放在队列中，延迟用ms表示。

       要处理这些消息，Handler需要实现handleMessage()，将使用出现在消息队列中的每个消息来调用handleMessage()。此处Handler可以根据需要更新UI。但是，它仍然应该迅速完成此工作，因为在它完成之前，其他UI工作会暂停。

       关于Runnable ：

       如果不愿意使用Message对象，也可以将Runnable对象传递给Handler，Handler将在ActivityUI线程上运行这些Runnable对象。Handler提供了一组post…()方法来传入Runnable对象供最终处理。

       对Android的消息循环机制的理解，可以仿照Windows消息循环的机制进行。

每个Handler都会和一个线程和线程的message queue关联起来，此时你可以传递messages 和 runnable对象到message queue中。后面可以从message queue中拿出该对象并且执行。Handler， Message queue这两个对象之间的交互，就涉及到了Looper这个东西。

关于Handler，Looper，Message Queue三者之间的关系，如下图所示：

Handler有很多构造函数

Handler在无参数的构造方法中调用Looper.myLooper()方法，里面就是从当前线程里面获取一个Looper的同时一并初始化MessageQueue，并且从中得到looper的MessageQueue。可以看出Handler就是Looper和MessageQueue的管理者和调度者。

       其中最重要的是sendMessageAtTime方法，当你往Handler中发送Message消息的时候，从代码看出他自己并不去处理Message，而是交给了MessageQueue，由queue.enqueueMessage来处理。

       Looper代码中有一个prepare()方法，通过ThreadLocal实现一个线程只有一个Looper。

Handler的消息发送

Handler是一个核心，负责message的创建，获得，处理。Handler的sendMessage()方法最终其实就是调用了queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);把消息放入message queue中。Looper通过Looper.loop()检测到有消息并将消息广播后，Handler又负责接收到此消息并调用handleMessage进行处理接下来的事情。Message的创建一般都是通过如下代码建立的，把Handler传进去。

     public final Message obtainMessage()

               {

                 return Message.obtain(this);

       }

这种工作方式如下图所示：

Message在里面是一个链表的结构。在这个方法中，会首先去MessagePool(消息回收站)去找Message，如果有被回收的Message，则会将这个Message取出来进行再利用。如果没有被回收的，这时系统才会真正new一个Message对象出来当然MessagePool不是无限大的，它最多只能保存十条回收的消息，多出来的就直接删除了。

至此，我们看到，一个Message经由Handler创建、发送，MessageQueue的入队，Looper的抽取，又再一次地回到Handler进行处理。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。

在主线程（UI线程）里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么将直接使用主线程（UI线程）的Looper对象（系统已经帮我们创建了）；在其它线程里，如果创建Handler时不传入Looper对象，那么，这个Handler将不能接收处理消息。在创建Handler之前，为该线程准备好一个Looper（Looper.prepare），然后让这个Looper跑起来（Looper.loop），抽取Message，这样，Handler才能正常工作。

因此，Handler处理消息总是在创建Handler的线程里运行。

下面根据上述理论知识，来举几个例子：

例1：

       在UI线程中调用Handler的Post方法。代码如下：

/* *  Android开发之消息处理机制（二）——消息循环 *  MessageCircle.java   *  Created on: 2011-9-2 *  Author: blueeagle *  Email: [e-mail] */package blueeagle.com;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;public class MessageCircle extends Activity {    /** Called when the activity is first created. */private Handler myHandler = new Handler();private Runnable myRunnable = new Runnable(){@Overridepublic void run(){try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println("Current Runnable Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());}};    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);                System.out.println("Current Activity Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());        myHandler.post(myRunnable);    }    }

 

程序运行结果如下图：

在这个程序中，我们New了一个没有参数的Handler对象myHandler,这个myHandler自动与当前运行程序相关联，也就是说，这个myHandler将与当前运行的线程使用同一个消息队列，并且可以处理该队列中的消息。

在程序代码中，这个myHandler向消息队列中post了一个myRunnable对象。在myRunnable的run方法中，打印当前线程的ID。由结果得知，我们New出来的这个myHandler是把消息或者Runnable对象送到当前的线程中的。这里我们没有调用线程的start()函数，因此也就不会去创建一个新的线程。而是在原有线程的内部，直接调用run()方法。因此输出的ID是相同的。

那么如何创建新的线程呢？在Android开发之消息处理机制（一）中已经知道如何去创建一个新的线程，这里继续举一个例子来进行比较说明。

例2：

首先需要创建一个线程，这个线程可以是自己创建的线程，也可以是HandlerThread，这个线程需要继承于Thread类或者实现Runnable接口。其次需要有一个Handler，这个Handler可以是Handler也可以继承于Handler并且需要有一个有Looper参数的构造函数。然后就可以进行消息的分发执行了。

具体示例代码如下：

/* *  Android开发之消息处理机制（二）——消息循环 *  MessageCircle.java   *  Created on: 2011-9-2 *  Author: blueeagle *  Email: [e-mail] */package blueeagle.com;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.HandlerThread;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.widget.TextView;public class MessageCircle extends Activity {    public class MyOwnThread extends Thread{    int sleepSpan = 2000;//休眠时间    boolean flag;// 线程执行标志位    //----------------------------------//    //构造方法,初始化类的主要成员变量    public MyOwnThread(){    this.flag = true;    }    //----------------------------------//    //方法，线程执行方法    @Override    public void run(){    TextView myTextView = (TextView)findViewById(R.id.mytextview);    Looper.prepare();    int i = 1;    while(flag){    try{    Thread.sleep(sleepSpan);//休眠一段时间        System.out.println("Current MyOwnThread Thread ID: "+Thread.currentThread().getId());        myTextView.setText(i);        i++;    }    catch(Exception e){    e.printStackTrace();//捕获异常并打印    }    }        Looper.loop();    }}public class MyHandler extends Handler{    public MyHandler(){}    public MyHandler(Looper looper){    super(looper);    }    @Override    public void handleMessage(Message msg){    System.out.println("Current MyHandle Thread ID: "+Thread.currentThread().getId());    TextView myTextView = (TextView)findViewById(R.id.mytextview);       int i = 1;    while(true){    try{    Thread.sleep(1000);//休眠一段时间        System.out.println("Current MyHandle Thread ID: "+Thread.currentThread().getId());        myTextView.setText("i");        i++;    }    catch(Exception e){    e.printStackTrace();//捕获异常并打印    }    }        }}/** Called when the activity is first created. */private MyHandler myHandler = null;    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);                System.out.println("Current Activity Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());        //myHandler.post(myRunnable);        HandlerThread myThread = new HandlerThread("myThread");//生成一个HandlerThread对象，使用Looper来处理消息队列。        myThread.start();//启动这个线程        myHandler = new MyHandler(myThread.getLooper());//将一个线程绑定到myHandler这个对象上。        Message msg = myHandler.obtainMessage();//从myHandler这个对象中获取消息        msg.sendToTarget();//将msg对象发送给目标的Handler                //下面制造一个自己的线程        MyOwnThread myOwnThread = new MyOwnThread();        myOwnThread.start();    }    }

 

关于线程更新UI的方法，在（一）中已经说过。下面利用一个示例将消息循环过程进行展示，进而实现音乐播放，UI线程中更新歌词的例子来说明消息处理机制。例子较简单，没有实现歌词同步等内容。只是为了更深刻的理解线程运行情况。

按照上述理论：代码如下：

/* *  Android开发之消息处理机制（二）——消息循环 *  MusicPlayer.java   *  Created on: 2011-9-3 *  Author: blueeagle *  Email: [e-mail] */package blueeagle.com;import android.app.Activity;import android.media.MediaPlayer;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;public class MusicPlayer extends Activity {    /** Called when the activity is first created. */Button myButton;TextView myTextView;private UIUpdateThread myUpdateThread = new UIUpdateThread(); //定义一个自己的UI更新的线程类MyHandler mHandler = new MyHandler();//定义自己的一个Handler类@Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);        myButton = (Button)findViewById(R.id.myButton);        myTextView = (TextView)findViewById(R.id.myTextView);        myButton.setOnClickListener(new OnClickListener(){@Overridepublic void onClick(View v) {// TODO Auto-generated method stub                 System.out.println("主线程运行ID："+Thread.currentThread().getId());new Thread(myUpdateThread).start();//起一个自己定义的线程}                });    }           class MyHandler extends Handler{//继承Handler类时，必须重写handleMessage方法 public MyHandler(){}public MyHandler(Looper l){super(l);}@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {//执行接收到的通知，此时执行的顺序是按照队列进行，即先进先出 myTextView.setText(msg.toString());System.out.println("Current Handler Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());} }//该线程将会在单独的线程中运行class UIUpdateThread implements Runnable {  int i=1;        public void run() {              while (i<11) {                  Message msg = mHandler.obtainMessage();                mHandler.sendMessage(msg);                System.out.println("新线程运行ID："+Thread.currentThread().getId());i++;                try {                      Thread.sleep(4000);                  } catch (InterruptedException e) {                      // TODO Auto-generated catch block                       e.printStackTrace();                  }              }          }      }}

关于简单的音乐播放的源码如下：

/* *  Android开发之消息处理机制（二）——消息循环 *  MusicPlayer.java   *  Created on: 2011-9-3 *  Author: blueeagle *  Email: [e-mail] */package blueeagle.com;import android.app.Activity;import android.media.MediaPlayer;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;public class MusicPlayer extends Activity {    /** Called when the activity is first created. */private MediaPlayer mp;Button myButton;TextView myTextView;private UIUpdateThread myUpdateThread = new UIUpdateThread(); //定义一个自己的UI更新的线程类MyHandler mHandler = new MyHandler();//定义自己的一个Handler类@Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);        myButton = (Button)findViewById(R.id.myButton);        myTextView = (TextView)findViewById(R.id.myTextView);        myButton.setOnClickListener(new OnClickListener(){@Overridepublic void onClick(View v) {// TODO Auto-generated method stubmp = MediaPlayer.create(MusicPlayer.this, R.raw.yinweiaiqing);mp.start();                System.out.println("主线程运行ID："+Thread.currentThread().getId());new Thread(myUpdateThread).start();}                });    }           class MyHandler extends Handler{//继承Handler类时，必须重写handleMessage方法 public MyHandler(){}public MyHandler(Looper l){super(l);}@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {//执行接收到的通知，此时执行的顺序是按照队列进行，即先进先出 myTextView.setText(msg.obj.toString());System.out.println("Current Handler Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());} }//该线程将会在单独的线程中运行    class UIUpdateThread implements Runnable {      int i = 0;    String myString[] = {    "这是一个实时播放的线程操作... ...",    "[00:08.79]《因为爱情》",    "[00:19.46]E 给你一张过去的CD",    "[00:28.68]听听那时我们的爱情",    "[00:34.12]有时会突然忘了",    "[00:37.48]我还在爱著你",    "[00:44.98]F 再唱不出那样的歌曲",    "[00:50.48]听到都会红著脸躲避",    "[00:55.83]虽然会经常忘了",    "[00:59.33]我依然爱著你",    "[01:05.49]F 因为爱情 不会轻易悲伤",    "[01:05.49]F 因为爱情 不会轻易悲伤",    "[01:12.09]E 所以一切都是幸福的模样",    "[01:17.24]F 因为爱情 简单的生长",    "[01:22.24]E 依然随时可以为你疯狂",    "[01:27.21]F 因为爱情 怎麼会有沧桑",    "[01:34.30]E 所以我们还是年轻的模样",    "[01:38.90]F 因为爱情 在那个地方",    "[01:44.32]E 依然还有人在那里游荡",    "[01:48.91]E&F 人来人往",    "[02:11.57]F 再唱不出那样的歌曲",    "[02:17.70]听到都会红著脸躲避",    "[02:23.14]虽然会经常忘了",    "[02:26.26]E&F 我依然爱著你",    "[02:32.60]F 因为爱情 不会轻易悲伤",    "[02:39.22]E 所以一切都是幸福的模样",    "[02:44.98]F 因为爱情 简单的生长",    "[02:49.36]E 依然随时可以为你疯狂",    "[02:54.38]F 因为爱情 怎麼会有沧桑",    "[03:00.94]E 所以我们还是年轻的模样",    "[03:06.04]F 因为爱情 在那个地方",    "[03:11.63]E 依然还有人在那里游荡",    "[03:17.04]E&F 人来人往",    "[03:21.98]E 给你一张过去的CD",    "[03:28.58]听听那时我们的爱情",    "[03:33.48]F 有时会突然忘了",    "[03:36.94]E&F 我还在爱著你"};        public void run() {              while (mp.isPlaying()) {  Message msg = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, myString[i]);                mHandler.sendMessage(msg);                System.out.println("新线程运行ID："+Thread.currentThread().getId());                try {                      Thread.sleep(4000);                      i++;                if(i == myString.length){                i=myString.length-1;                }                 } catch (InterruptedException e) {                      // TODO Auto-generated catch block                       e.printStackTrace();                  }              }          }      }}

综上，基本了解了Android下的关于线程，消息循环的一些概念，还需要深入了解Looper如何运用在程序中等。