Android线程间通信机制

当android应用程序运行时，一个主线程被创建(也称作UI线程)，此线程主要负责处理UI相关的事件，由于Android采用UI单线程模型，所以只能在主线程中对UI元素进行操作，如果在非UI线程直接对UI进行了操作，则会报错，另外，对于运算量较大的操作和IO操作，我们需要新开线程来处理这些工作，以免阻塞UI线程，子线程与主线程之间是怎样进行通信的呢？此时就要采用消息循环机制(Looper)与Handler进行处理。

一、基本概念

Looper:每一个线程都可以产生一个Looper,用来管理线程的Message，Looper对象会建立一个MessgaeQueue数据结构来存放message。

Handler:与Looper沟通的对象，可以push消息或者runnable对象到MessgaeQueue，也可以从MessageQueue得到消息。

查看其构造函数：

Handler()

Default constructor associates this handler with the queue for the current thread.//如不指定Looper参数则默认利用当前线程的Looper创建

Handler(Looper looper)

Use the provided queue instead of the default one.//使用指定的Looper对象创建Handler

线程A的Handler对象引用可以传递给别的线程，让别的线程B或C等能送消息来给线程A。

线程A的Message Queue里的消息，只有线程A所属的对象可以处理。

注意：Android里没有global的MessageQueue，不同进程(或APK之间)不能通过MessageQueue交换消息。

二、Handler通过Message通信的基本方式

使用Looper.myLooper可以取得当前线程的Looper对象。

使用mHandler = new Handler(Looper.myLooper()); 可产生用来处理当前线程的Handler对象。

使用mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()); 可诞生用来处理main线程的Handler对象。

使用Handler传递消息对象时将消息封装到一个Message对象中，Message对象中主要字段如下：

public int	arg1	当需要传递的消息是整形时arg1 和 arg2 是一种低成本的可选方案，他使用 setData()/getData()访问或修改字段。
public int	arg2	同上
public Object	obj	可传送的任意object类型.
public int	what	Int类型用户自定义的消息类型码

Message对象可以通过Message类的构造函数获得，但Google推荐使用Message.obtain()方法获得，该方法会从全局的对象池里返回一个可复用的Messgae实例，API中解释如下：

Message()

Constructor (but the preferred way to get a Message is to call Message.obtain()).

Handler发出消息时，既可以指定消息被接受后马上处理，也可以指定经过一定时间间隔之后被处理，如sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)，具体请参考API。

Handler消息被发送出去之后，将由handleMessage(Message msg)方法处理。

注意：在Android里，新诞生一个线程，并不会自动建立其Message Loop

可以通过调用Looper.prepare()为该线程建立一个MessageQueue，再调用Looper.loop()进行消息循环。

下面举例说明：

在main.xml中定义两个button及一个textview

<Button

    android:id="@+id/a"

    android:layout_width="80dp"

    android:layout_height="60dp"

    android:padding="6dp"

    android:layout_marginTop="10dp"

    android:text="Test looper"

    android:hint="Test looper" />

<Button

    android:id="@+id/b"

    android:layout_width="80dp"

    android:layout_height="60dp"

    android:padding="6dp"

    android:layout_marginTop="10dp"

    android:text="Exit" />

<TextView

    android:id="@+id/tv"

    android:layout_width="fill_parent"

    android:layout_height="wrap_content"

    android:layout_marginTop="10dp"/>

Activity源代码如下：

  1 public class HandlerTestActivity extends Activity implements Button.OnClickListener{  2   3     public TextView tv;  4   5     private myThread myT;  6   7     Button bt1, bt2;  8   9     /** Called when the activity is first created. */ 10  11     @Override 12  13     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 14  15         super.onCreate(savedInstanceState); 16  17         setContentView(R.layout.main); 18  19         bt1 = (Button)findViewById(R.id.a); 20  21         bt2 = (Button)findViewById(R.id.b); 22  23         tv = (TextView)findViewById(R.id.tv); 24  25         bt1.setId(1);//为两个button设置ID，此ID用于后面判断是哪个button被按下 26  27         bt2.setId(2); 28  29         bt1.setOnClickListener(this);//增加监听器 30  31         bt2.setOnClickListener(this); 32  33     } 34  35     36  37     @Override 38  39     public void onClick(View v) { 40  41        // TODO Auto-generated method stub 42  43        switch(v.getId()){//按键事件响应，如果是第一个按键将启动一个新线程 44  45        case 1: 46  47            myT = new myThread(); 48  49             myT.start(); 50  51             break; 52  53        case 2: 54  55         finish(); 56  57            break; 58  59        default: 60  61            break; 62  63        } 64  65     }   66  67         68  69     class myThread extends Thread 70  71     { 72  73     private EHandler mHandler; 74  75          public void run() 76  77          { 78  79              Looper myLooper, mainLooper; 80  81              myLooper = Looper.myLooper();//得到当前线程的Looper 82  83              mainLooper = Looper.getMainLooper();//得到UI线程的Looper 84  85              String obj; 86  87              if(myLooper == null)//判断当前线程是否有消息循环Looper 88  89              { 90  91               mHandler = new EHandler(mainLooper); 92  93               obj = "current thread has no looper!";//当前Looper为空，EHandler用mainLooper对象构造 94  95               } 96  97               else 98  99               {100 101                  mHandler = new EHandler(myLooper);//当前Looper不为空，EHandler用当前线程的Looper对象构造102 103                  obj = "This is from current thread.";104 105               }106 107               mHandler.removeMessages(0);//清空消息队列里的内容108 109               Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj);110 111               mHandler.sendMessage(m);//发送消息112 113            }114 115     }116 117    118 119     class EHandler extends Handler120 121     {122 123         public EHandler(Looper looper)124 125         {126 127             super(looper);128 129         }130 131         @Override132 133         public void handleMessage(Message msg) //消息处理函数134 135         {136 137            tv.setText((String)msg.obj);//设置TextView内容138 139         }140 141     }142 143  144 145 }

程序运行后点击TestLooper按键，TextView输出如下，说明新创建的线程里Looper为空，也就说明了新创建的线程并不会自己建立Message Looper。

修改myThread类：

 1 class myThread extends Thread 2  3     { 4  5     private EHandler mHandler; 6  7          public void run() 8  9          {10 11             Looper myLooper, mainLooper;12 13             Looper.prepare();14 15              myLooper = Looper.myLooper();16 17              mainLooper = Looper.getMainLooper();18 19             ......20 21            ......22 23               mHandler.sendMessage(m);24 25             Looper.loop();26 27            }28 29 }

Looper.prepare为当前线程创建一个Message Looper，Looper.loop()开启消息循环。这样修改是OK呢？

答案是否定的！运行时Logcat将抛出CalledFromWrongThreadException异常错误，提示如下：

意思就是说“只有原始创建这个视图层次的线程才能修改它的视图”，本例中的TextView是在UI线程(主线程)中创建，因此，myThread线程不能修改其显示内容！

一般的做法是在子线程里获取主线程里的Handler对象，然后通过该对象向主线程的消息队列里发送消息，进行通信。

如果子线程想修改主线程的UI，可以通过发送Message给主线程的消息队列，主线程经行判断处理再对UI经行操作，具体可以参考之前的代码。

三、Handler通过runnable通信的基本方式

我们可以通过Handler的post方法实现线程间的通信，API中关于post方法说明如下

public final boolean post (Runnable r)

Causes the Runnable r to be added to the message queue. The runnable will be run on the thread to which this handler is attached.

Post方法将安排runnable对象在主线程的某个位置运行，但是并不会开启一个新的线程，验证代码如下：

 1 public class HandlerTestActivity extends Activity { 2  3     4  5     private Handler handlerTest; 6  7     Runnable runnableTest = new Runnable() 8  9     {10 11        public void run()12 13        {14 15            String runID = String.valueOf(Thread.currentThread().getId());//输出Runnable 线程的ID号16 17            Log.v("Debug",runID);18 19        }20 21     };22 23     /** Called when the activity is first created. */24 25     @Override26 27     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {28 29         super.onCreate(savedInstanceState);30 31         setContentView(R.layout.main);32 33         handlerTest = new Handler();34 35         String mainID = String.valueOf(Thread.currentThread().getId());36 37         Log.v("Debug",mainID);//输出主线程的ID号38 39         handlerTest.post(runnableTest);40 41     }42 43 }

Logcat里输出如下：

说明只是把runnable里的run方法放到UI线程里运行，并不会创建新线程

因此我们可以在子线程中将runnable加入到主线程的MessageQueue，然后主线程将调用runnable的方法，可以在此方法中更新主线程UI。

将之前的代码修改如下：

 1 public class HandlerTestActivity extends Activity { 2  3     private Handler handlerTest; 4  5     private TextView tv; 6  7     /** Called when the activity is first created. */ 8  9     @Override10 11     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {12 13         super.onCreate(savedInstanceState);14 15         setContentView(R.layout.main);16 17         tv = (TextView)findViewById(R.id.tv);//TextView初始化为空18 19         handlerTest = new Handler();20 21         myThread myT = new myThread();22 23         myT.start();//开启子线程24 25     }26 27  28 29     class myThread extends Thread{30 31     public void run(){32 33         handlerTest.post(runnableTest);//子线程将runnable加入消息队列34 35     }36 37     }38 39    40 41     Runnable runnableTest = new Runnable()42 43     {44 45         public void run()46 47        {48 49            tv.setText("此信息由子线程输出！");50 51        }52 53     };54 55 }

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