android子线程ui
1. Android 中的“子线程”解析
Android 中线程可分为 主线程 和 子线程 两类,其中主线程也就是 UI线程 ,它的主要这作用就是运行四大组件、处理界面交互。子线程则主要是处理耗时任务,也是我们要重点分析的。
首先 Java 中的各种线程在 Android 里是通用的,Android 特有的线程形态也是基于 Java 的实现的,所以有必要先简单的了解下 Java 中的线程,本文主要包括以下内容:
在 Java 中要创建子线程可以直接继承 Thread 类,重写 run() 方法:
或者实现 Runnable 接口,然后用Thread执行Runnable,这种方式比较常用:
简单的总结下:
Callable 和 Runnable 类似,都可以用来处理具体的耗时任务逻辑的,但是但具体的差别在哪里呢?看一个小例子:
定义 MyCallable 实现了 Callable 接口,和之前 Runnable 的 run() 方法对比下, call() 方法是有返回值的哦,泛型就是返回值的类型:
一般会通过线程池来执行 Callable (线程池相关内容后边会讲到),执行结果就是一个 Future 对象:
可以看到,通过线程池执行 MyCallable 对象返回了一个 Future 对象,取出执行结果。
Future 是一个接口,从其内部的方法可以看出它提供了取消任务(有坑!!!)、判断任务是否完成、获取任务结果的功能:
Future 接口有一个 FutureTask 实现类,同时 FutureTask 也实现了 Runnable 接口,并提供了两个构造函数:
用 FutureTask 一个参数的构造函数来改造下上边的例子:
FutureTask 内部有一个 done() 方法,代表 Callable 中的任务已经结束,可以用来获取执行结果:
所以 Future + Callable 的组合可以更方便的获取子线程任务的执行结果,更好的控制任务的执行,主要的用法先说这么多了,其实 AsyncTask 内部也是类似的实现!
注意, Future 并不能取消掉运行中的任务,这点在后边的 AsyncTask 解析中有提到。
Java 中线程池的具体的实现类是 ThreadPoolExecutor ,继承了 Executor 接口,这些线程池在 Android 中也是通用的。使用线程池的好处:
常用的构造函数如下:
一个常规线程池可以按照如下方式来实现:
执行任务:
基于 ThreadPoolExecutor ,系统扩展了几类具有新特性的线程池:
线程池可以通过 execute() 、 submit() 方法开始执行任务,主要差别从方法的声明就可以看出,由于 submit() 有返回值,可以方便得到任务的执行结果:
要关闭线程池可以使用如下方法:
IntentService 是 Android 中一种特殊的 Service,可用于执行后台耗时任务,任务结束时会自动停止,由于属于系统的四大组件之一,相比一般线程具有较高的优先级,不容易被杀死。用法和普通 Service 基本一致,只需要在 onHandleIntent() 中处理耗时任务即可:
至于 HandlerThread,它是 IntentService 内部实现的重要部分,细节内容会在 IntentService 源码中说到。
IntentService 首次创建被启动的时候其生命周期方法 onCreate() 会先被调用,所以我们从这个方法开始分析:
这里出现了 HandlerThread 和 ServiceHandler 两个类,先搞明白它们的作用,以便后续的分析。
首先看 HandlerThread 的核心实现:
首先它继承了 Thread 类,可以当做子线程来使用,并在 run() 方法中创建了一个消息循环系统、开启消息循环。
ServiceHandler 是 IntentService 的内部类,继承了 Handler,具体内容后续分析:
现在回过头来看 onCreate() 方法主要是一些初始化的操作, 首先创建了一个 thread 对象,并启动线程,然后用其内部的 Looper 对象 创建一个 mServiceHandler 对象,将子线程的 Looper 和 ServiceHandler 建立了绑定关系,这样就可以使用 mServiceHandler 将消息发送到子线程去处理了。
生命周期方法 onStartCommand() 方法会在 IntentService 每次被启动时调用,一般会这里处理启动 IntentService 传递 Intent 解析携带的数据:
又调用了 start() 方法:
就是用 mServiceHandler 发送了一条包含 startId 和 intent 的消息,消息的发送还是在主线程进行的,接下来消息的接收、处理就是在子线程进行的:
当接收到消息时,通过 onHandleIntent() 方法在子线程处理 intent 对象, onHandleIntent() 方法执行结束后,通过 stopSelf(msg.arg1) 等待所有消息处理完毕后终止服务。
为什么消息的处理是在子线程呢?这里涉及到 Handler 的内部消息机制,简单的说,因为 ServiceHandler 使用的 Looper 对象就是在 HandlerThread 这个子线程类里创建的,并通过 Looper.loop() 开启消息循环,不断从消息队列(单链表)中取出消息,并执行,截取 loop() 的部分源码:
dispatchMessage() 方法间接会调用 handleMessage() 方法,所以最终 onHandleIntent() 就在子线程中划线执行了,即 HandlerThread 的 run() 方法。
这就是 IntentService 实现的核心,通过 HandlerThread + Hanlder 把启动 IntentService 的 Intent 从主线程切换到子线程,实现让 Service 可以处理耗时任务的功能!
AsyncTask 是 Android 中轻量级的异步任务抽象类,它的内部主要由线程池以及 Handler 实现,在线程池中执行耗时任务并把结果通过 Handler 机制中转到主线程以实现UI操作。典型的用法如下:
从 Android3.0 开始,AsyncTask 默认是串行执行的:
如果需要并行执行可以这么做:
AsyncTask 的源码不多,还是比较容易理解的。根据上边的用法,可以从 execute() 方法开始我们的分析:
看到 @MainThread 注解了吗?所以 execute() 方法需要在主线程执行哦!
进而又调用了 executeOnExecutor() :
可以看到,当任务正在执行或者已经完成,如果又被执行会抛出异常!回调方法 onPreExecute() 最先被执行了。
传入的 sDefaultExecutor 参数,是一个自定义的串行线程池对象,所有任务在该线程池中排队执行:
可以看到 SerialExecutor 线程池仅用于任务的排队, THREAD_POOL_EXECUTOR 线程池才是用于执行真正的任务,就是我们线程池部分讲到的 ThreadPoolExecutor :
再回到 executeOnExecutor() 方法中,那么 exec.execute(mFuture) 就是触发线程池开始执行任务的操作了。
那 executeOnExecutor() 方法中的 mWorker 是什么? mFuture 是什么?答案在 AsyncTask 的构造函数中:
原来 mWorker 是一个 Callable 对象, mFuture 是一个 FutureTask 对象,继承了 Runnable 接口。所以 mWorker 的 call() 方法会在 mFuture 的 run() 方法中执行,所以 mWorker 的 call() 方法在线程池得到执行!
同时 doInBackground() 方法就在 call() 中方法,所以我们自定义的耗时任务逻辑得到执行,不就是我们第二部分讲的那一套吗!
doInBackground() 的返回值会传递给 postResult() 方法:
就是通过 Handler 将最终的耗时任务结果从子线程发送到主线程,具体的过程是这样的, getHandler() 得到的就是 AsyncTask 构造函数中初始化的 mHandler , mHander 又是通过 getMainHandler() 赋值的:
可以在看到 sHandler 是一个 InternalHandler 类对象:
所以 getHandler() 就是在得到在主线程创建的 InternalHandler 对象,所以
就可以完成耗时任务结果从子线程到主线程的切换,进而可以进行相关UI操作了。
当消息是 MESSAGE_POST_RESULT 时,代表任务执行完成, finish() 方法被调用:
如果任务没有被取消的话执行 onPostExecute() ,否则执行 onCancelled() 。
如果消息是 MESSAGE_POST_PROGRESS , onProgressUpdate() 方法被执行,根据之前的用法可以 onProgressUpdate() 的执行需要我们手动调用 publishProgress() 方法,就是通过 Handler 来发送进度数据:
进行中的任务如何取消呢?AsyncTask 提供了一个 cancel(boolean mayInterruptIfRunning) ,参数代表是否中断正在执行的线程任务,但是呢并不靠谱, cancel() 的方法注释中有这么一段:
大致意思就是调用 cancel() 方法后, onCancelled(Object) 回调方法会在 doInBackground() 之后被执行而 onPostExecute() 将不会被执行,同时你应该 doInBackground() 回调方法中通过 isCancelled() 来检查任务是否已取消,进而去终止任务的执行!
所以只能自己动手了:
AsyncTask 整体的实现流程就这些了,源码是最好的老师,自己跟着源码走一遍有些问题可能就豁然开朗了!
2. android怎么样在子线程实例化的handler去更新UI
之前用过android-async-http,虽然没认真看过源码,但也有简单的浏览过,心里一直有个疑问,因为android-async-http也是采用hanlder机制来执行回调的,也就是说handler是它实例化的,可我们知道handler的一个重要作用是将一个任务切换到handler所在的线程去执行的,我的疑问就是:如果我们在子线程调用android-async-http的网络请求,这时候如果handler是在子线程被实例化的呢(当然我没认真研究过源码,也不知道它是怎么实现),还能更新UI吗?
我们都正常以为handler在哪个线程实例化的,我们通过handler就可以把任务切换到该任务去执行,我们看如下代码:
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, "测试子线程弹出toast",
Toast.LENGTH_LONG).show();
((TextView)findViewById(R.id.main_tv_text)).setText("测试子线程");
}
};
Looper.loop();
handler.sendEmptyMessage(0);
}
}).start();
}
经过我的测试上面这段方法是无法更新UI的,因为handler是在子线程实例化的,并非在UI线程,也证实了我们的想法。
如果我的疑问存在(我没尝试过在子线程使用android-async-http,不知道什么情况,这里只是做个假设),那么它使怎么实现的呢。
最近看了android开发艺术探索,特意去研究了一下android的消息机制,才弄明白了Handler的工作原理,其实起关键作用的是Looper并不是handler,我们先来看下Looper的构造方法:
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
Looper会把所在的当前的线程保存起来,而handler的工作需要Looper,于是我尝试了一下如下代码:
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, "测试子线程弹出toast",
Toast.LENGTH_LONG).show();
((TextView)findViewById(R.id.main_tv_text)).setText("测试子线程");
}
};
handler.sendEmptyMessage(0);
}
}).start();
}
handler实例化的时候,我传入的是UI线程的Looper,确实是可以更新UI。
总结:
1、handler执行任务不是在它实例化所在的线程决定的,而是关键在于Looper。
2、我们可以在子线程实例化handler并且可以用它来更新UI了。
3. Android UI线程
思考:
先必须了解下面2个问题
1.顾名思义 UI线程 就是刷新UI 所在线程
2.UI是单线程刷新
1.对Activity 来说 UI线程就是其主线程
2.对View来说 UI线程就是创建ViewRootImpl所在的线程
可以通过 WindowManager 内部会创建ViewRootImpl对象
好了,进入主题。我们来慢慢揭开面纱。
我们可以分别从几个方面切入
我们可能都有使用过 runOnUiThread 现在来看看的源码实现。
可以从上面的源码 看到
不是UI线程 就用Handler切到Handler所在的线程中,如果是UI线程直接就调用run方法。
Activity的创建:
1.Activity创建:mInstrumentation.newActivity
2.创建Context :ContextImpl (r)
我们经常用这个方法干的事情就是,要么在onCreate中获取View宽高的值。要么就是在子线程中做一些耗时操作 ,然后post切到对应View所在的线程 来绘制UI操作。那么这个对应的线程就是UI线程了。
那么这个UI线程就一定是主线程吗?
接来继续来看。它的源码View:post
mAttachInfo 在dispatchAttachedToWindow 中被赋值 ,也就是在ViewRootImpl创建的时候,所以是创建ViewRootImpl所在的线程。
attachInfo 上面时候为null 呢?在ViewRootImpl 还没来得及创建的时候,ViewRootImpl 创建是在 “onResume" 之后。所以在 Activity 的 onCreate 去View.post 那么AttachInfo 是为null 。
当 AttachInfo == null 那么会调用 getRunQueue().post(action) 。
最终这个Runnable 被 缓存到 HandlerActionQueue 中。
直到ViewRootImpl 的 performTraversals 中 调用dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0);, 那么才会去处理 RunQueue() 中的Runnable。
来张图 便于理解这个流程
我们有时候去子线程操作UI的时候(如:requestLayout),会很经常见到下面的 报错日志:
Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views
为什么会报这个错误呢?
翻译一下:只有创建视图层次结构的原始线程才能接触到它的视图。
也就是操作UI的线程要和ViewRootImpl创建的线程是同一个线程才行,并不是只有主线程才能更新UI啊。
ViewRootImpl创建的线程?那么 ViewRootImpl 在哪里被创建的呢?
从上图可以看到ViewRootImpl创建最开始是从 ActivityThread 的HandleResumeActivity中开始 一直 ViewRootImpl 创建,也就是说ViewRootImpl 对应的UI线程和 ActivityThread 在同一个线程 也就是主线程。
好了 通过上面的讲解,上面的问题相信你可以自己回答啦~
4. Android 在子线程中更新UI的几种方法示例
请您慢慢看:
直接在UI线程中开启子线程来更新TextView显示的内容,运行程序我们会发现,如下错误:android.view.ViewRoot$: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.翻译过来就是:只有创建这个控件的线程才能去更新该控件的内容。
所有的UI线程要去负责View的创建并且维护它,例如更新冒个TextView的显示,都必须在主线程中去做,我们不能直接在UI线程中去创建子线程,要利用消息机制:handler,如下就是handler的简单工作原理图:
既然android给我们提供了Handler机制来解决这样的问题,请看如下代码:
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 接收消息并且去更新UI线程上的控件内容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 子线程中通过handler发送消息给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", "更新后的值:" + i);// msg.setData(b); msg.obj = "更新后的值:" + i; handler.sendMessage(msg); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); }}
我们就通过Handler机制来处理了子线程去更新UI线程控件问题,Andrid开发中要经常用到这种机制。