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深入Android架构(从线程到AIDL)_11 线程之间的通信架构

article 2025/1/8 4:17:08

5、线程之间的通信架构

认识Looper与Handler对象

主线程丢信息给自己

子线程丢信息给主线程

替子线程诞生Looper与MQ

5、线程之间的通信架构

认识Looper与Handler对象

当主线程诞生时，就会去执行一个代码循环(Looper)，以便持续监视它的信息队列(Message Queue简称MQ)。当UI事件发生了，通常会立即丢一个信息(Message)到MQ，此时主线程就立即从MQ里面取出该信息，并且处理之。
例如，用户在UI画面上按下一个Button按钮时， UI事件发生了，就会丢一些信息到MQ里，其中包括onClick信息，于是，主线程会及时从MQ里取出onClick信息，然后调用Activity的onClick()函数去处理之。处理完毕之后，主线程又返回去继续执行信息循环，继续监视它的MQ，一直循环下去，直到主线程的生命周期的终了。
通常是进程被删除时，主线程才会被删除
Android里有一个Looper类别，其对象里含有一个信息循环(Message Loop)。也就是说，一个主线程有它自己专属的Looper对象，此线程诞生时，就会执行此对象里的信息循环。此外，一个主线程还会有其专属的MQ信息结构。如下图所示：
由于主线程会持续监视MQ的动态，所以在程序的任何函数，只要将信息(以Message类别的对象表示之)丢入主线程的MQ里，就能与主线程沟通了。
在Android里，也定义了一个Handler类别，在程序的任何函数里，可以诞生Handler对象来将Message对象丢入MQ里，而与主线程进行沟通。
在Android的预设情况下，主线程诞生时，就会拥有自己的Looper对象和MQ(即Message Queue)数据结构
然而，主线程诞生子线程时，于预设情形下，子线程并不具有自己的Looper对象和MQ。由于没有Looper对象，就没有信息回圈(Message Loop)，一旦工作完毕了，此子线程就结束了。
既然没有Looper对象也没有MQ，也就不能接受外来的Message对象了。则别的线程就无法透过MQ来传递信息给它了。
那么，如果别的线程(如主线程)需要与子线程通讯时，该如何呢? 答案是：替它诞生一个Looper对象和一个MQ就行了。

主线程丢信息给自己

Handler是Android框架所提供的基类，用来协助将信息丢到线程的MQ里。
兹撰写个范例程序Rx01，来将信息丢到主线程的MQ里，如下：

// ac01.java
//……..
public class ac01 extends Activity implements OnClickListener {
    private Handler h;
    public void onCreate(Bundle icicle) {
        //……..
        h = new Handler(){
        public void handleMessage(Message msg) {
            setTitle((String)msg.obj);
        }
    }; 
}

public void onClick(View v) {
    switch (v.getId()) {
        case 101:
            h.removeMessages(0);
            Message m = h.obtainMessage(1, 1, 1, "this is my message.");
            h.sendMessage(m); // 将Message送入MQ里
            break;
        case 102: 
            finish(); break;
}}}

当主线程执行到onCreate()函数里的指令：

h = new Handler(){
// ………
}

就诞生一个Handler对象，可透过它来把信息丢到MQ里。
当执行到onClick()函数里的指令：
//………………
h.removeMessages(0);
Message m = h.obtainMessage(1, 1, 1,"this is my message.");
h.sendMessage(m);
就将Message对象送入MQ里。
当主线程返回到信息回圈时，看到MQ里有个Message对象，就取出来，并执行handleMessage()函数，将Message对象里所含的字符串显示于画面上。

子线程丢信息给主线程

子线程也可以诞生Handler对象来将Message对象丢到主线程的MQ里，又能与主线程通讯了。兹撰写个范例程序Rx02如下：

// ac01.java
// ……….
public class ac01 extends Activity implements OnClickListener {
    private Handler h;
    private Timer timer = new Timer();
    private int k=0;

    public void onCreate(Bundle icicle) {
        super.onCreate(icicle);
        //………
        h = new Handler(){
            public void handleMessage(Message msg) {
                setTitle((String)msg.obj);
            }
        };
    }

    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case 101:
                TimerTask task = new TimerTask(){

                    @Override 
                    public void run() {
                        h.removeMessages(0);
                        Message m = h.obtainMessage(1, 1, 1,
                        Thread.currentThread().getName() + " :"+String.valueOf(k++));
                        h.sendMessage(m);
                    }
                };
                timer.schedule(task, 500, 1500); break;
            case 102:
                finish(); break;
        }
    }
}

就启动一个Timer的线程，名字叫：” Timer-0” ；然后，由它来定时重复执行TimerTask::run()函数，就不断将Message对象丢到主线程的MQ里。此时主线程会持续处理MQ里的Message对象，将其内的字符串显示于画面上。

于是，子执行透过Handler对象而将信息丢到主线程的MQ，进而成功地将信息显示于画面上。

替子线程诞生Looper与MQ

如果别的线程(如主线程)需要与子线程通讯时，该如何呢? 答案是：替它诞生一个Looper对象和一个MQ就行了。兹撰写个范例程序Rx03如下：

// ac01.java
//……
public class ac01 extends Activity implements OnClickListener {
    private Thread t;
    private Handler h;
    private String str;
    
    public void onCreate(Bundle icicle) {
        //……..
        t = new Thread(new Task());
        t.start(); }
        public void onClick(View v) {
            switch(v.getId()){
                case 101:
                    Message m = h.obtainMessage(1, 33, 1, null);
                    h.sendMessage(m); break;
                case 102: setTitle(str); break;
                case 103: 
                    h.getLooper().quit(); finish(); break;
        }
    }

    class Task implements Runnable {
        public void run() {
            Looper.prepare();
            h = new Handler(){
                public void handleMessage(Message msg) {
                    str = Thread.currentThread().getName() +", value=" +                String.valueOf(msg.arg1);
                }
            };
            Looper.loop();
        }
    }
}

Step-1: 一开始，由主线程执行onCreate()函数。主线程继续执行到指令：
t = new Thread(new Task());
t.start();
就诞生一个子线程，并启动子线程去执行Task的run()函数，而主线程则返回到信息回圈，并持续监视MQ的动态了。
Step-2: 此时，子线程执行到run()函数里的指令：
Looper.prepare();
就诞生一个Looper对象，准备好一个信息回圈(Message Loop) 和MQ数据结构
继续执行到指令：
h = new Handler(){
//…..
}
就诞生一个Handler对象，可协助将信息丢到子线程的MQ上。
接着继续执行到指令：
Looper.loop();
也就开始执行信息回圈，并持续监视子线程的MQ动态了。
Step-3: 当用户按下UI按钮时， UI事件发生了， Android将此UI事件的信息丢到主线程的MQ，主线程就执行onClick()函数里的指令：
Message m = h.obtainMessage(1, 33, 1, null);
h.sendMessage(m);
主线程藉由h将该Message对象(内含整数值33)丢入子线程的MQ里面，然后主线程返回到它的信息循环(Looper)，等待UI画面的事件或信息。
Step-4: 子线程看到MQ有了信息，就会取出来，调用handleMessage()函数：
public void handleMessage(Message msg) {
str = Thread.currentThread().getName() +", value=" + String.valueOf(msg.arg1);
}
来处理之，就设定的str的值。请留意，此刻子线程因为不能碰触UI控件，所以无法直接将str值显示于画面上。
Step-5: 当用户按下<show value>按钮时，主线程就执行onClick()函数，将str值显示于画面上。于是，实现主线程与子线程之间的双向沟通了。