android子線程ui

1. Android 中的「子線程」解析

Android 中線程可分為 主線程 和 子線程 兩類，其中主線程也就是 UI線程 ，它的主要這作用就是運行四大組件、處理界面交互。子線程則主要是處理耗時任務，也是我們要重點分析的。

首先 Java 中的各種線程在 Android 里是通用的，Android 特有的線程形態也是基於 Java 的實現的，所以有必要先簡單的了解下 Java 中的線程，本文主要包括以下內容：

在 Java 中要創建子線程可以直接繼承 Thread 類，重寫 run() 方法：

或者實現 Runnable 介面，然後用Thread執行Runnable，這種方式比較常用：

簡單的總結下：

Callable 和 Runnable 類似，都可以用來處理具體的耗時任務邏輯的，但是但具體的差別在哪裡呢？看一個小例子：

定義 MyCallable 實現了 Callable 介面，和之前 Runnable 的 run() 方法對比下， call() 方法是有返回值的哦，泛型就是返回值的類型：

一般會通過線程池來執行 Callable （線程池相關內容後邊會講到），執行結果就是一個 Future 對象：

可以看到，通過線程池執行 MyCallable 對象返回了一個 Future 對象，取出執行結果。

Future 是一個介面，從其內部的方法可以看出它提供了取消任務（有坑！！！）、判斷任務是否完成、獲取任務結果的功能：

Future 介面有一個 FutureTask 實現類，同時 FutureTask 也實現了 Runnable 介面，並提供了兩個構造函數：

用 FutureTask 一個參數的構造函數來改造下上邊的例子：

FutureTask 內部有一個 done() 方法，代表 Callable 中的任務已經結束，可以用來獲取執行結果：

所以 Future + Callable 的組合可以更方便的獲取子線程任務的執行結果，更好的控制任務的執行，主要的用法先說這么多了，其實 AsyncTask 內部也是類似的實現！

注意， Future 並不能取消掉運行中的任務，這點在後邊的 AsyncTask 解析中有提到。

Java 中線程池的具體的實現類是 ThreadPoolExecutor ，繼承了 Executor 介面，這些線程池在 Android 中也是通用的。使用線程池的好處：

常用的構造函數如下：

一個常規線程池可以按照如下方式來實現：

執行任務：

基於 ThreadPoolExecutor ，系統擴展了幾類具有新特性的線程池：

線程池可以通過 execute() 、 submit() 方法開始執行任務，主要差別從方法的聲明就可以看出，由於 submit() 有返回值，可以方便得到任務的執行結果：

要關閉線程池可以使用如下方法：

IntentService 是 Android 中一種特殊的 Service，可用於執行後台耗時任務，任務結束時會自動停止，由於屬於系統的四大組件之一，相比一般線程具有較高的優先順序，不容易被殺死。用法和普通 Service 基本一致，只需要在 onHandleIntent() 中處理耗時任務即可：

至於 HandlerThread，它是 IntentService 內部實現的重要部分，細節內容會在 IntentService 源碼中說到。

IntentService 首次創建被啟動的時候其生命周期方法 onCreate() 會先被調用，所以我們從這個方法開始分析：

這里出現了 HandlerThread 和 ServiceHandler 兩個類，先搞明白它們的作用，以便後續的分析。

首先看 HandlerThread 的核心實現：

首先它繼承了 Thread 類，可以當做子線程來使用，並在 run() 方法中創建了一個消息循環系統、開啟消息循環。

ServiceHandler 是 IntentService 的內部類，繼承了 Handler，具體內容後續分析：

現在回過頭來看 onCreate() 方法主要是一些初始化的操作， 首先創建了一個 thread 對象，並啟動線程，然後用其內部的 Looper 對象 創建一個 mServiceHandler 對象，將子線程的 Looper 和 ServiceHandler 建立了綁定關系，這樣就可以使用 mServiceHandler 將消息發送到子線程去處理了。

生命周期方法 onStartCommand() 方法會在 IntentService 每次被啟動時調用，一般會這里處理啟動 IntentService 傳遞 Intent 解析攜帶的數據：

又調用了 start() 方法：

就是用 mServiceHandler 發送了一條包含 startId 和 intent 的消息，消息的發送還是在主線程進行的，接下來消息的接收、處理就是在子線程進行的：

當接收到消息時，通過 onHandleIntent() 方法在子線程處理 intent 對象， onHandleIntent() 方法執行結束後，通過 stopSelf(msg.arg1) 等待所有消息處理完畢後終止服務。

為什麼消息的處理是在子線程呢？這里涉及到 Handler 的內部消息機制，簡單的說，因為 ServiceHandler 使用的 Looper 對象就是在 HandlerThread 這個子線程類里創建的，並通過 Looper.loop() 開啟消息循環，不斷從消息隊列（單鏈表）中取出消息，並執行，截取 loop() 的部分源碼：

dispatchMessage() 方法間接會調用 handleMessage() 方法，所以最終 onHandleIntent() 就在子線程中劃線執行了，即 HandlerThread 的 run() 方法。

這就是 IntentService 實現的核心，通過 HandlerThread + Hanlder 把啟動 IntentService 的 Intent 從主線程切換到子線程，實現讓 Service 可以處理耗時任務的功能！

AsyncTask 是 Android 中輕量級的非同步任務抽象類，它的內部主要由線程池以及 Handler 實現，在線程池中執行耗時任務並把結果通過 Handler 機制中轉到主線程以實現UI操作。典型的用法如下：

從 Android3.0 開始，AsyncTask 默認是串列執行的：

如果需要並行執行可以這么做：

AsyncTask 的源碼不多，還是比較容易理解的。根據上邊的用法，可以從 execute() 方法開始我們的分析：

看到 @MainThread 註解了嗎？所以 execute() 方法需要在主線程執行哦！

進而又調用了 executeOnExecutor() ：

可以看到，當任務正在執行或者已經完成，如果又被執行會拋出異常！回調方法 onPreExecute() 最先被執行了。

傳入的 sDefaultExecutor 參數，是一個自定義的串列線程池對象，所有任務在該線程池中排隊執行：

可以看到 SerialExecutor 線程池僅用於任務的排隊， THREAD_POOL_EXECUTOR 線程池才是用於執行真正的任務，就是我們線程池部分講到的 ThreadPoolExecutor ：

再回到 executeOnExecutor() 方法中，那麼 exec.execute(mFuture) 就是觸發線程池開始執行任務的操作了。

那 executeOnExecutor() 方法中的 mWorker 是什麼？ mFuture 是什麼？答案在 AsyncTask 的構造函數中：

原來 mWorker 是一個 Callable 對象， mFuture 是一個 FutureTask 對象，繼承了 Runnable 介面。所以 mWorker 的 call() 方法會在 mFuture 的 run() 方法中執行，所以 mWorker 的 call() 方法在線程池得到執行！

同時 doInBackground() 方法就在 call() 中方法，所以我們自定義的耗時任務邏輯得到執行，不就是我們第二部分講的那一套嗎！

doInBackground() 的返回值會傳遞給 postResult() 方法：

就是通過 Handler 將最終的耗時任務結果從子線程發送到主線程，具體的過程是這樣的， getHandler() 得到的就是 AsyncTask 構造函數中初始化的 mHandler ， mHander 又是通過 getMainHandler() 賦值的：

可以在看到 sHandler 是一個 InternalHandler 類對象：

所以 getHandler() 就是在得到在主線程創建的 InternalHandler 對象，所以
就可以完成耗時任務結果從子線程到主線程的切換，進而可以進行相關UI操作了。
當消息是 MESSAGE_POST_RESULT 時，代表任務執行完成， finish() 方法被調用：

如果任務沒有被取消的話執行 onPostExecute() ，否則執行 onCancelled() 。

如果消息是 MESSAGE_POST_PROGRESS ， onProgressUpdate() 方法被執行，根據之前的用法可以 onProgressUpdate() 的執行需要我們手動調用 publishProgress() 方法，就是通過 Handler 來發送進度數據：

進行中的任務如何取消呢？AsyncTask 提供了一個 cancel(boolean mayInterruptIfRunning) ，參數代表是否中斷正在執行的線程任務，但是呢並不靠譜， cancel() 的方法注釋中有這么一段：

大致意思就是調用 cancel() 方法後， onCancelled(Object) 回調方法會在 doInBackground() 之後被執行而 onPostExecute() 將不會被執行，同時你應該 doInBackground() 回調方法中通過 isCancelled() 來檢查任務是否已取消，進而去終止任務的執行！

所以只能自己動手了：

AsyncTask 整體的實現流程就這些了，源碼是最好的老師，自己跟著源碼走一遍有些問題可能就豁然開朗了！

2. android怎麼樣在子線程實例化的handler去更新UI

之前用過android-async-http，雖然沒認真看過源碼，但也有簡單的瀏覽過，心裡一直有個疑問，因為android-async-http也是採用hanlder機制來執行回調的，也就是說handler是它實例化的，可我們知道handler的一個重要作用是將一個任務切換到handler所在的線程去執行的，我的疑問就是：如果我們在子線程調用android-async-http的網路請求，這時候如果handler是在子線程被實例化的呢(當然我沒認真研究過源碼，也不知道它是怎麼實現)，還能更新UI嗎？
我們都正常以為handler在哪個線程實例化的，我們通過handler就可以把任務切換到該任務去執行，我們看如下代碼：

private void initd() {

new Thread(new Runnable() {

@Override

public
void run() {

Looper.prepare();

Handler handler = new
Handler() {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

Toast.makeText(MainActivity.this, "測試子線程彈出toast",
Toast.LENGTH_LONG).show();

((TextView)findViewById(R.id.main_tv_text)).setText("測試子線程");

}

};

Looper.loop();

handler.sendEmptyMessage(0);

}

}).start();

}

經過我的測試上面這段方法是無法更新UI的，因為handler是在子線程實例化的，並非在UI線程，也證實了我們的想法。

如果我的疑問存在(我沒嘗試過在子線程使用android-async-http，不知道什麼情況，這里只是做個假設)，那麼它使怎麼實現的呢。

最近看了android開發藝術探索，特意去研究了一下android的消息機制，才弄明白了Handler的工作原理，其實起關鍵作用的是Looper並不是handler，我們先來看下Looper的構造方法：

private Looper(boolean quitAllowed) {

mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);

mThread = Thread.currentThread();

}

Looper會把所在的當前的線程保存起來，而handler的工作需要Looper,於是我嘗試了一下如下代碼：

private void init() {

new Thread(new Runnable() {

@Override

public
void run() {

Handler handler = new
Handler(Looper.getMainLooper()) {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

Toast.makeText(MainActivity.this, "測試子線程彈出toast",
Toast.LENGTH_LONG).show();

((TextView)findViewById(R.id.main_tv_text)).setText("測試子線程");

}

};

handler.sendEmptyMessage(0);

}

}).start();

}

handler實例化的時候，我傳入的是UI線程的Looper,確實是可以更新UI。

總結：

1、handler執行任務不是在它實例化所在的線程決定的，而是關鍵在於Looper。

2、我們可以在子線程實例化handler並且可以用它來更新UI了。

3. Android UI線程

思考：

先必須了解下面2個問題
1.顧名思義 UI線程 就是刷新UI 所在線程
2.UI是單線程刷新

1.對Activity 來說 UI線程就是其主線程
2.對View來說 UI線程就是創建ViewRootImpl所在的線程
可以通過 WindowManager 內部會創建ViewRootImpl對象

好了，進入主題。我們來慢慢揭開面紗。
我們可以分別從幾個方面切入

我們可能都有使用過 runOnUiThread 現在來看看的源碼實現。

可以從上面的源碼 看到
不是UI線程 就用Handler切到Handler所在的線程中，如果是UI線程直接就調用run方法。

Activity的創建：
1.Activity創建：mInstrumentation.newActivity
2.創建Context ：ContextImpl (r)

我們經常用這個方法乾的事情就是，要麼在onCreate中獲取View寬高的值。要麼就是在子線程中做一些耗時操作 ，然後post切到對應View所在的線程 來繪制UI操作。那麼這個對應的線程就是UI線程了。
那麼這個UI線程就一定是主線程嗎？
接來繼續來看。它的源碼View:post

mAttachInfo 在dispatchAttachedToWindow 中被賦值 ，也就是在ViewRootImpl創建的時候，所以是創建ViewRootImpl所在的線程。
attachInfo 上面時候為null 呢？在ViewRootImpl 還沒來得及創建的時候，ViewRootImpl 創建是在 「onResume" 之後。所以在 Activity 的 onCreate 去View.post 那麼AttachInfo 是為null 。
當 AttachInfo == null 那麼會調用 getRunQueue().post(action) 。
最終這個Runnable 被 緩存到 HandlerActionQueue 中。
直到ViewRootImpl 的 performTraversals 中 調用dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0);， 那麼才會去處理 RunQueue() 中的Runnable。
來張圖 便於理解這個流程

我們有時候去子線程操作UI的時候(如：requestLayout)，會很經常見到下面的 報錯日誌：
Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views

為什麼會報這個錯誤呢？
翻譯一下：只有創建視圖層次結構的原始線程才能接觸到它的視圖。
也就是操作UI的線程要和ViewRootImpl創建的線程是同一個線程才行，並不是只有主線程才能更新UI啊。
ViewRootImpl創建的線程？那麼 ViewRootImpl 在哪裡被創建的呢？

從上圖可以看到ViewRootImpl創建最開始是從 ActivityThread 的HandleResumeActivity中開始 一直 ViewRootImpl 創建，也就是說ViewRootImpl 對應的UI線程和 ActivityThread 在同一個線程 也就是主線程。

好了 通過上面的講解，上面的問題相信你可以自己回答啦~

4. Android 在子線程中更新UI的幾種方法示例

請您慢慢看：

直接在UI線程中開啟子線程來更新TextView顯示的內容，運行程序我們會發現，如下錯誤：android.view.ViewRoot$: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.翻譯過來就是：只有創建這個控制項的線程才能去更新該控制項的內容。

所有的UI線程要去負責View的創建並且維護它，例如更新冒個TextView的顯示，都必須在主線程中去做，我們不能直接在UI線程中去創建子線程，要利用消息機制：handler，如下就是handler的簡單工作原理圖：

既然android給我們提供了Handler機制來解決這樣的問題，請看如下代碼：

public class HandlerTestActivity extends Activity { private TextView tv; private static final int UPDATE = 0; private Handler handler = new Handler() { @Overridepublic void handleMessage(Message msg) { // TODO 接收消息並且去更新UI線程上的控制項內容if (msg.what == UPDATE) { // Bundle b = msg.getData();// tv.setText(b.getString("num")); tv.setText(String.valueOf(msg.obj)); } super.handleMessage(msg); } }; /** Called when the activity is first created. */@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); tv = (TextView) findViewById(R.id.tv); new Thread() { @Overridepublic void run() { // TODO 子線程中通過handler發送消息給handler接收，由handler去更新TextView的值try { for (int i = 0; i < 100; i++) { Thread.sleep(500); Message msg = new Message(); msg.what = UPDATE; // Bundle b = new Bundle();// b.putString("num", "更新後的值：" + i);// msg.setData(b); msg.obj = "更新後的值：" + i; handler.sendMessage(msg); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); }}

我們就通過Handler機制來處理了子線程去更新UI線程式控制制項問題，Andrid開發中要經常用到這種機制。