Android基礎之多線程詳解

使用線程處理 耗時比較長的“業務”  

 

 

有以下幾種方式:  

 

1)Activity.runOnUiThread(Runnable)  

 

2)View.post(Runnable) ;View.postDelay(Runnable , long)  

 

3)Handler  

 

4)AsyncTask  

 

Android是單線程模型,這意味著Android UI操作並不是線程安全的並且這些操作必須在UI線程中執行,所以你單純的new一個Thread並且start()是不行的,因為這違背瞭Android的單線程模型。那麼如何用好多線程呢?總結一下: 

 

       

 

事件處理的原則:所有可能耗時的操作都放到其他線程去處理。  

 

  Android中的Main線程的事件處理不能太耗時,否則後續的事件無法在5秒內得到響應,就會彈出ANR對話框。那麼哪些方法會在 Main線程執行呢?  

 

  1) Activity的生命周期方法,例如:onCreate()、onStart()、onResume()等  

 

  2) 事件處理方法,例如onClick()、onItemClick()等  

 

  通常Android基類中以on開頭的方法是在Main線程被回調的。  

 

  提高應用的響應性,可以從這兩方面入手。  

 

  一般來說,Activity的onCreate()、onStart()、onResume()方法的執行時間決定瞭你的應用首頁打開的時間,這裡要盡量把不必要的操作放到其他線程去處理,如果仍然很耗時,可以使用SplashScreen。使用SplashScreen最好用動態的,這樣用戶知道你的應用沒有死掉。 

 

   

 

 當用戶與你的應用交互時,事件處理方法的執行快慢決定瞭應用的響應性是否良好,一般分為同步和異步兩種情況:  

 

  1) 同步,需要等待返回結果。例如用戶點擊瞭註冊按鈕,需要等待服務端返回結果,那麼需要有一個進度條來提示用戶你的程序正在運行沒有死掉。一般與服務端交互的都要有進度條,例如系統自帶的瀏覽器,URL跳轉時會有進度條。 

 

  2) 異步,不需要等待返回結果。例如微博中的收藏功能,點擊完收藏按鈕後是否成功執行完成後告訴我就行瞭,我不想等它,這裡最好實現為異步的。  

 

  無論同步異步,事件處理都可能比較耗時,那麼需要放到其他線程中處理,等處理完成後,再通知界面刷新。  

 

  這裡有一點要註意,不是所有的界面刷新行為都需要放到Main線程處理,例如TextView的setText()方法需要在Main線程中,否則會拋出CalledFromWrongThreadException,而ProgressBar的setProgress()方法則不需要在Main線程中處理。 

 

  當然你也可以把所有UI組件相關行為都放到Main線程中處理,沒有問題。可以減輕你的思考負擔,但你最好瞭解他們之間的差別,掌握事物之間細微差別的是專傢。把事件處理代碼放到其他線程中處理,如果處理的結果需要刷新界面,那麼需要線程間通訊的方法來實現在其他線程中發消息給Main線程處理。 

 

   

 

如何實現線程間通訊  

 

  在Android中有多種方法可以實現其他線程與Main線程通訊,我們這裡介紹常見的兩種。  

 

  1) 使用AsyncTask  

 

  AsyncTask是Android框架提供的異步處理的輔助類,它可以實現耗時操作在其他線程執行,而處理結果在Main線程執行,對於開發者而言,它屏蔽掉瞭多線程和後面要講的Handler的概念。你不瞭解怎麼處理線程間通訊也沒有關系,AsyncTask體貼的幫你做好瞭。使用他你會發現你的代碼很容易被理解,因為他們都有一些具有特定職責的方法,尤其是AsyncTask,有預處理的方法onPreExecute,有後臺執行任務的方法doInBackground,有更新進度的方法publishProgress,有返回結果的方法onPostExecute等等,這就不像post這些方法,把所有的操作都寫在一個Runnable裡。不過封裝越好越高級的API,對初級程序員反而越不利,就是你不瞭解它的原理。當你需要面對更加復雜的情況,而高級API無法完成得很好時,你就杯具瞭。所以,我們也要掌握功能更強大,更自由的與Main線程通訊的方法:Handler的使用。 

 

   

 

  2) 使用Handler  

 

  這裡需要瞭解Android SDK提供的幾個線程間通訊的類。  

 

  2.1 Handler  

 

  Handler在android裡負責發送和處理消息,通過它可以實現其他線程與Main線程之間的消息通訊。  

 

  2.2 Looper  

 

  Looper負責管理線程的消息隊列和消息循環  

 

  2.3 Message  

 

  Message是線程間通訊的消息載體。兩個碼頭之間運輸貨物,Message充當集裝箱的功能,裡面可以存放任何你想要傳遞的消息。  

 

  2.4 MessageQueue  

 

  MessageQueue是消息隊列,先進先出,它的作用是保存有待線程處理的消息。  

 

  它們四者之間的關系是,在其他線程中調用Handler.sendMsg()方法(參數是Message對象),將需要Main線程處理的事件添加到Main線程的MessageQueue中,Main線程通過MainLooper從消息隊列中取出Handler發過來的這個消息時,會回調Handler的handlerMessage()方法。 

 

  除瞭以上兩種常用方法之外,還有幾種比較簡單的方法  

 

  3) Activity.runOnUiThread(Runnable)  

 

  4) View.post(Runnable)  

 

  View.postDelayed(Runnable, long)  

 

  5) Handler.post  

 

  Handler.postDelayed(Runnable, long)  

 

   

 

利用線程池提高性能  

 

   

 

  這裡我們建議使用線程池來管理臨時的Thread對象,從而達到提高應用程序性能的目的。  

 

  線程池是資源池在線程應用中的一個實例。瞭解線程池之前我們首先要瞭解一下資源池的概念。在JAVA中,創建和銷毀對象是比較消耗資源的。我們如果在應用中需要頻繁創建銷毀某個類型的對象實例,這樣會產生很多臨時對象,當失去引用的臨時對象較多時,虛擬機會進行垃圾回收(GC),CPU在進行GC時會導致應用程序的運行得不到相應,從而導致應用的響應性降低。 

 

  資源池就是用來解決這個問題,當你需要使用對象時,從資源池來獲取,資源池負責維護對象的生命周期。  

 

  瞭解瞭資源池,就很好理解線程池瞭,線程池就是存放對象類型都是線程的資源池。  

 

  我增加瞭如何在其他線程中創建Handler的例子作為選學,前面都掌握好瞭的同學可以看一下,如果你需要實現一個跟Main線程類似的消息處理機制,需要其他線程可以跟你的線程通訊,可以通過這種方法實現。 

 

 

 

 

 

 

 

1、問題提出  

1)為何需要多線程?  

2)多線程如何實現?  

3)多線程機制的核心是啥?  

4)到底有多少種實現方式?  

   

2、問題分析  

1)究其為啥需要多線程的本質就是異步處理,直觀一點說就是不要讓用戶感覺到“很卡”。  

eg:你點擊按鈕下載一首歌,接著該按鈕一直處於按下狀態,那麼用戶體驗就很差。  

   

2)多線程實現方式implements Runnable 或 extends Thread  

   

3)多線程核心機制是Handler  

   

4)提供如下幾種實現方式  

Handler  

————————————說明1  

創建一個Handler時一定要關聯一個Looper實例,默認構造方法Handler(),它是關聯當前Thread的Looper。  

eg:  

我們在UI Thread中創建一個Handler,那麼此時就關聯瞭UI Thread的Looper!  

這一點從源碼中可以看出!  

精簡代碼如下:  

public Handler() {  

        mLooper = Looper.myLooper();  

//當前線程的Looper,在Activity創建時,UI線程已經創建瞭Looper對象  

//在Handler中機制中Looper是最為核心的,它一直處於循環讀MessageQueue,有  

//要處理的Message就將Message發送給當前的Handler實例來處理  

 

        if (mLooper == null) {  

            throw new RuntimeException(  

                "Can’t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); 

        }  

//從以上可以看出,一個Handler實例必須關聯一個Looper對象,否則出錯  

 

        mQueue = mLooper.mQueue;  

//Handler的MessageQueue,它是FIFO的嗎?不是!我感覺應該是按時間先後排列  

//的!Message與MessageQueue到底是啥關系?感興趣可以研究一下源碼!  

 

        mCallback = null;  

    }  

   

   

在創建一個Handler的時候也可以指定Looper,此時的Looper對象,可以是當前線程的也可以是其它線程的!  

Handler隻是處理它所關聯的Looper中的MessageQueue中的Message,至於它哪個線程的Looper,Handler並不是很關心!  

eg:  

我們在UI線程中創建瞭Handler實例,此時傳進Worker線程的Looper,此時依然可以進行業務操作!  

eg:  

——————–創建工作者線程  

private static final class Worker implements Runnable  

 {  

  private static final Object mLock = new Object() ;  

  private Looper mLooper ;  

    

  public Worker(String name)  

  {  

   final Thread thread = new Thread(null,this,name) ;  

   thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ;  

   thread.start() ;  

     

   synchronized(mLock)  

   {  

    while(mLooper == null)  

    {  

     try   

     {  

      mLock.wait() ;  

     }   

     catch (InterruptedException e)   

     {  

      e.printStackTrace();  

     }  

    }  

   }  

  }  

    

  @Override  

  public void run() {  

   synchronized(mLock)  

   {      

    //該方法隻能執行一次,一個Thread隻能關聯一個Looper  

       Looper.prepare() ;  

       mLooper = Looper.myLooper() ;  

       mLock.notifyAll() ;  

    }  

     Looper.loop() ;  

  }  

    

  public Looper getLooper()  

  {  

   return mLooper ;  

  }  

    

  public void quit()  

  {  

     mLooper.quit() ;  

  }  

 }  

   

我們可以在UI線程中創建一個Handler同時傳入Worker的Looper  

eg:  

—————-定義自己的Handler  

private final class MyHandler extends Handler  

 {  

  private long id ;  

    

  public MyHandler(Looper looper)  

  {  

   super(looper) ;  

  }  

    

  @Override  

  public void handleMessage(Message msg) {  

   switch(msg.what)  

   {  

   case 100 :  

    mTv.setText("" + id) ;  

    break ;  

   }  

  }  

 }  

   

———在Activity中創建Handler  

this.mWorker = new Worker("workerThread") ;  

this.mMyHandler = new MyHandler(this.mWorker.getLooper()) ;  

   

———創建Message  

final Message msg = this.mMyHandler.obtainMessage(100);  

msg.put("test" , "test") ;  

msg.sendToTarget() ;  

   

需要註意的是,每一個Message都必須要有自己的Target即Handler實例!  

源碼如下:  

public final Message obtainMessage(int what)  

    {  

        return Message.obtain(this, what);  

    }  

   

public static Message obtain(Handler h, int what) {  

        Message m = obtain();  

        m.target = h;//可以看出message關聯瞭當前的Handler  

        m.what = what;  

        return m;  

    }  

   

以上隻是作瞭一點原理性的說明!  

   

    我們平時使用Handler主要是用來處理多線程的異步交互問題!  

    由於Android規定隻有UI線程才能更新用戶界面和接受用戶的按鈕及觸摸事件!  

那麼就必須保證UI線程不可以被阻塞,從而耗時操作必須要開啟一個新的線程來處理!  

    那麼問題就來瞭,等耗時操作結束以後,如何把最新的數據反饋給用戶呢?而我們目前工作Worker線程中,從而不可以進行UI更新。  

    那麼怎麼辦呢?必須要把最新的數據傳給UI線程能處理的地方!現在就派到Handler出場瞭!可Handler到底幹瞭啥呢?簡要說明如下:  

   Activity所在的UI線程在創建的時候,就關聯瞭Looper和MessageQueue,那麼我們又在UI線程裡創建瞭自己的Handler,那麼Handler是屬於UI線程的,從而它是可以和UI線程交互的! 

    UI線程的Looper一直在進行Loop操作MessageQueue讀取符合要求的Message給屬於它的target即Handler來處理!所以啊,我們隻要在Worker線程中將最新的數據放到Handler所關聯的Looper的MessageQueue中,然而Looper一直在loop操作,一旦有符合要求的Message,就第一時間將Message交給該Message的target即Handler來處理!所以啊,我們在創建Message的時候就應該指定它的target即Handler! 

  但我們也可以,new Message() — > mHandler.sendMessage(msg) ;這是特例!  

  如果我們通過obtainMessage()方法獲取Message對象,此時Handler就會自動設置Message的target。可以看源碼!  

   

簡單一點說就是:  

UI線程或Worker線程提供MessageQueue,Handler向其中填Message,Looper從其中讀Message,然後交由Message自己的target即Handler來處理!!最終被從屬於UI線程的Handler的handlMessag(Message msg)方法被調用!! 

   

這就是Android多線程異步處理最為核心的地方!!  

有點羅嗦啊!!  

   

*******************************************************************  

在UI線程中創建Handler[一般繼承HandleMessage(Message msg)]  

                                           |  

                                           |  

            Looper可以屬於UI線程或Worker線程  

                                           |  

                                           |  

從屬於Looper的MessgeQueue,Looper一直在loop()操作,在loop()中執行msg.target.dispatchMessage(msg);調用Handler的handleMessage(Message msg) 

                                           |  

                                           |  

在 Worker線程中獲取Message,然後通過Handler傳入MessageQueue  

*******************************************************************  

   

—————–在創建一個Looper時,就創建瞭從屬於該Looper的MessageQueue  

 private Looper() {  

        mQueue = new MessageQueue();  

        mRun = true;  

        mThread = Thread.currentThread();  

    }  

   

—-2—–View  

post(Runnable action)  

postDelay(Runnable action , long miliseconds)  

   

—–3—–Activity  

runOnUiThread(Runnable action)  

該方法實現很簡單:  

public final void runOnUiThread(Runnable action) {  

         if (Thread.currentThread() != mUiThread) {  

             //如果當前線程不是UI線程  

             mHandler.post(action);  

         } else {  

             action.run();  

         }  

      }  

 

其中:  

 mUiThread = Thread.currentThread() ;  

 mHandler = new Handler()      

   

—–4—–AsyncTask<Params,Progress,Result>  

Params,Progress,Result都是數據類型,  

Params要處理的數據的類型  

Progress處理進度的類型  

Result處理後返回的結果  

   

它是一個異步處理的簡單方法!  

方法的執行順序:  

1)  

onPreExecute() –在UI線程中執行,作一些初始化操作  

   

2)  

doInBackground(Params… params) –在Worker線程中執行,進行耗時的後臺處理,在該方法中可以調用publishProgress(Progress progress) 進行進度處理 

   

3)  

onProgressUpdate(Progress progress) –在UI線程中執行,進行進度實時處理  

   

4)onPostExecute(Result result) –在UI線程中執行, 在doInBackground(Params … params)返回後調用 

   

5)  

onCancelled() –在UI線程中執行,在AsyncTask實例調用cancle(true)方法後執行,作一些清理操作  

   

幾點註意:  

AsyncTask必須在UI線程中創建,  

asyncTask.execute(Params… params) ;在UI線程中執行,且隻能執行一次  

要想再次調用execute(Params… params),必須重新創建AsyncTask對象  

   

後3種方法本質上都是利用Handler來實現的!

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