深刻探讨安卓UI线程与子线程交互5大设计

时间 2019-12-06

标签深刻探讨线程交互设计栏目 Android 繁體版

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什么是UI线程

在一个Android 程序开始运行的时候，会单独启动一个Process。默认的状况下，全部这个程序中的Activity或者Service（Service和 Activity只是Android提供的Components中的两种，除此以外还有Content Provider和Broadcast Receiver）都会跑在这个Process
一个Android 程序默认状况下也只有一个Process，但一个Process下却能够有许多个Thread。在这么多Thread当中，有一个Thread，咱们称之为UI Thread。UI Thread在Android程序运行的时候就被建立，是一个Process当中的主线程Main Thread，主要是负责控制UI界面的显示、更新和控件交互。在Android程序建立之初，一个Process呈现的是单线程模型，全部的任务都在一个线程中运行。java

UI线程和子线程分开的意义

UI Thread所执行的每个函数，所花费的时间都应该是越短越好。而其余比较费时的工做（访问网络，下载数据，查询数据库等），都应该交由子线程去执行，以避免阻塞主线程。在android的设计思想中，为了确保用户顺滑的操做体验。一些耗时的任务不可以在UI线程中运行，像访问网络就属于这类任务。所以咱们必需要从新开启一个后台线程运行这些任务。然而，每每这些任务最终又会直接或者间接的须要访问和控制UI控件。例如访问网络获取数据，而后须要将这些数据处理显示出来。就出现了上面所说的状况。本来这是在正常不过的现象了，可是android规定除了UI线程外，其余线程都不能够对那些UI控件访问和操控。为了解决这个问题，下面将探讨这UI线程于子线程之间的五种交互方式。android

UI线程于子线程的交互方式

handler数据库
Activity.runOnUIThread(Runnable)数组
View.Post(Runnable)安全
View.PostDelayed(Runnabe,long)网络
AsyncTask多线程

handler使用

解释：当应用程序启动时，Android首先会开启一个主线程 (也就是UI线程) ，主线程为管理界面中的UI控件，进行事件分发，好比说，你要是点击一个 Button ，Android会分发事件到Button上，来响应你的操做。若是此时须要一个耗时的操做，例如: 联网读取数据，或者读取本地较大的一个文件的时候，你不能把这些操做放在主线程中，若是你放在主线程中的话，界面会出现假死现象，若是5秒钟尚未完成的话，会收到Android系统的一个错误提示 "强制关闭"。这个时候咱们须要把这些耗时的操做，放在一个子线程中，由于子线程涉及到UI更新，，Android主线程是线程不安全的，也就是说，更新UI只能在主线程中更新，子线程中操做是危险的。这个时候，Handler就出现了。，来解决这个复杂的问题，因为Handler运行在主线程中(UI线程中)，它与子线程能够经过Message对象来传递数据，这个时候，Handler就承担着接受子线程传过来的(子线程用sedMessage()方法传弟)Message对象，(里面包含数据) ，把这些消息放入主线程队列中，配合主线程进行更新UIapp

Handler实例

子类须要继承Hendler类，并重写handleMessage(Message msg) 方法，用于接受线程数据。
如下为一个实例，它实现的功能为：经过线程修改界面Button的内容异步

public class MyHandlerActivity extends Activity { 
    Button button; 
    MyHandler myHandler; 
 
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
        super。onCreate(savedInstanceState); 
        setContentView(R.layout.handlertest); 
 
        button = (Button) findViewById(R.id.button); 
        myHandler = new MyHandler(); 
        // 当建立一个新的Handler实例时， 它会绑定到当前线程和消息的队列中，开始分发数据 
        // Handler有两个做用， (1) : 定时执行Message和Runnalbe 对象 
        // (2): 让一个动做，在不一样的线程中执行。 
        // 它安排消息，用如下方法 
        // post(Runnable) 
        // postAtTime(Runnable, long) 
        // postDelayed(Runnable, long) 
        // sendEmptyMessage(int) 
        // sendMessage(Message); 
        // sendMessageAtTime(Message, long) 
        // sendMessageDelayed(Message, long) 
        // 以上方法以 post开头的容许你处理Runnable对象 
        //sendMessage()容许你处理Message对象(Message里能够包含数据) 
        MyThread m = new MyThread(); 
        new Thread(m).start(); 
    } 
 
    /** 
    * 接受消息，处理消息 ，此Handler会与当前主线程一块运行 
    * */ 
 
    class MyHandler extends Handler { 
        public MyHandler() { 
        } 
 
        public MyHandler(Looper L) { 
            super(L); 
        } 
 
        // 子类必须重写此方法，接受数据 
        @Override 
        public void handleMessage(Message msg) { 
            // TODO Auto-generated method stub 
            Log.d("MyHandler", "handleMessage。。。。。。"); 
            super.handleMessage(msg); 
            // 此处能够更新UI 
            Bundle b = msg.getData(); 
            String color = b.getString("color"); 
            MyHandlerActivity.this.button.append(color); 
 
        } 
    } 
 
    class MyThread implements Runnable { 
        public void run() { 
 
            try { 
                Thread.sleep(10000); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                // TODO Auto-generated catch block 
                e.printStackTrace(); 
            } 
 
            Log.d("thread......", "mThread......"); 
            Message msg = new Message(); 
            Bundle b = new Bundle();// 存放数据 
            b.putString("color","个人"); 
            msg.setData(b); 
            MyHandlerActivity.this.myHandler.sendMessage(msg); 
            // 向Handler发送消息，更新UI 
        } 
    } 
}

Activity.runOnUIThread(Runnable)

编写后台线程，这回你能够直接调用UI控件ide

建立后台线程的实例

调用UI线程对应的Activity的runOnUIThread方法，将后台线程实例做为参数传入其中。

注意：无需调用后台线程的start方法

View.Post(Runnable)

该方法和方法二基本相同，只是在后台线程中能操控的UI控件被限制了，只能是指定的UI控件View。方法以下

编写后台线程，这回你能够直接调用UI控件，可是该UI控件只能是View
建立后台线程的实例
调用UI控件View的post方法，将后台线程实例做为参数传入其中。

如下是官方文档对该方法的注释及源码。（postDelayed相似，再也不赘述）

Causes the Runnable to be added to the message queue.The runnable >will be run on the user interface thread.

public boolean post(Runnable action) {    
  final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
  if (attachInfo != null) {       
      return attachInfo.mHandler.post(action);
  }    
  // Assume that post will succeed later       
  ViewRootImpl.getRunQueue().post(action); 
  return true;
}

意思是将任务添加到消息队列中，保证在UI线程执行。从本质上说，它仍是依赖于以Handler、Looper、MessageQueue、Message为基础的异步消息处理机制。相对于新建Handler进行处理更加便捷。下面举一个经常使用的例子，好比在onCreate方法中获取某个view的宽高,而直接View#getWidth获取到的值是0。要知道View显示到界面上须要经历onMeasure、onLayout和onDraw三个过程，而View的宽高是在onLayout阶段才能最终肯定的，而在Activity#onCreate中并不能保证View已经执行到了onLayout方法，也就是说Activity的声明周期与View的绘制流程并非一一绑定。那为何调用post方法就能起做用呢？首先MessageQueue是按顺序处理消息的，而在setContentView()后队列中会包含一条询问是否完成布局的消息，而咱们的任务经过View#post方法被添加到队列尾部，保证了在layout结束之后才执行。

View.PostDelayed(Runnabe,long)

该方法是方法三的补充，long参数用于制定多少时间后运行后台进程
这是一种能够建立多线程消息的函数
使用方法：

试例1:闹钟提醒延时

1，首先建立一个Handler对象
Handler handler=new Handler();
2，而后建立一个Runnable对象

Runnable runnable=new Runnable(){  
   @Override  
   public void run() {  
    // TODO Auto-generated method stub  
    //要作的事情，这里再次调用此Runnable对象，以实现每两秒实现一次的定时器操做  
    handler.postDelayed(this, 2000);  
   }   
};

3，使用PostDelayed方法，两秒后调用此Runnable对象
handler.postDelayed(runnable, 2000);
实际上也就实现了一个2s的一个定时器
4，若是想要关闭此定时器，能够这样操做
handler.removeCallbacks(runnable);
固然，你也能够作一个闹钟提醒延时的函数试试，好比，先用MediaPlayer播放闹钟声音，若是不想起，被中止播放以后，下次就5分钟后再播放，再被中止的话，下次就4分钟后播放， ……………… 只要更改延时的时间就能够实现了，用一个static对象的话会比较容易操做

试例2:欢迎页制做

public class SplanshActivity extends AppCompatActivity {
    private Handler handler;
    private Boolean isFirst = true;
    private SharedPreferences sp ;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_splansh);
        sp = getPreferences(MODE_PRIVATE);
        handler = new Handler();
        handler.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                isFirst = sp.getBoolean("isFirst",true);
                Intent intent = new Intent();//意图
                if(isFirst){
                    sp.edit().putBoolean("isFirst",false).commit();
                    //引导界面
                    intent.setClass(SplanshActivity.this,GuideActivity.class);
                }else{
                    //主界面
                    intent.setClass(SplanshActivity.this,MainActivity.class);
                }
                startActivity(intent);
                finish();
 
            }
        },3000);
    }
}

AsyncTask

AsyncTask是一个专门用来处理后台进程与UI线程的工具。经过AsyncTask，咱们能够很是方便的进行后台线程和UI线程之间的交流。
那么AsyncTask是如何工做的哪。
AsyncTask拥有3个重要参数

Params
rogress
Result

Params是后台线程所需的参数。在后台线程进行做业的时候，他须要外界为其提供必要的参数，就好像是一个用于下载图片的后台进程，他须要的参数就是图片的下载地址。
Progress是后台线程处理做业的进度。依旧上面的例子说，就是下载图片这个任务完成了多少，是20%仍是60%。这个数字是由Progress提供。
Result是后台线程运行的结果，也就是须要提交给UI线程的信息。按照上面的例子来讲，就是下载完成的图片。
AsyncTask还拥有4个重要的回调方法。
一、onPreExecute
二、doInBackground
三、onProgressUpdate
四、onPostExecute
onPreExecute运行在UI线程，主要目的是为后台线程的运行作准备。当他运行完成后，他会调用doInBackground方法。
doInBackground运行在后台线程，他用来负责运行任务。他拥有参数Params，而且返回Result。在后台线程的运行当中，为了可以更新做业完成的进度，须要在doInbackground方法中调用PublishProgress方法。该方法拥有参数Progress。经过该方法能够更新Progress的数据。而后当调用完PublishProgress方法，他会调用onProgressUpdate方法用于更新进度。
onProgressUpdate运行在UI线程，主要目的是用来更新UI线程中显示进度的UI控件。他拥有Progress参数。在doInBackground中调用PublishProgress以后，就会自动调onProgressUpdate方法
onPostExecute运行在UI线程，当doInBackground方法运行完后，他会调用onPostExecute方法，并传入Result。在onPostExecute方法中，就能够将Result更新到UI控件上。
明白了上面的3个参数和4个方法，你要作的就是

编写一个继承AsyncTask的类，并声明3个参数的类型，编写4个回调方法的内容。
而后在UI线程中建立该类（必须在UI线程中建立）。
最后调用AsyncTask的execute方法，传入Parmas参数（一样必须在UI线程中调用）。

这样就大功告成了。
另外值得注意的2点就是，千万不要直接调用那四个回调方法。还有就是一个AsyncTask实例只能执行一次，不然就出错哦。

private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
    //在这里声明了Params、Progress、Result参数的类型
    //由于这里不须要使用onPreExecute回调方法，因此就没有加入该方法
    //后台线程的目的是更具URL下载数据
      protected Long doInBackground(URL... urls) {
          int count = urls.length;//urls是数组，不止一个下载连接
          long totalSize = 0;//下载的数据
          for (int i = 0; i < count; i++) {
          //Download是用于下载的一个类，和AsyncTask无关，你们能够忽略他的实现
          totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
          publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));//更新下载的进度
              // Escape early if cancel() is called
              if (isCancelled()) break;
          }
         return totalSize;
    }
    //更新下载进度
    protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
         setProgressPercent(progress[0]);
    }
    //将下载的数据更新到UI线程
    protected void onPostExecute(Long result) {
         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
    }
}

有了上面的这个类，接下你要作的就是在UI线程中建立实例，并调用execute方法，传入URl参数就能够了。这上面的5种方法各有优势。可是究其根本，其实后面四种方法都是基于handler方法的包装。在通常的情形下后面四种彷佛更值得推荐。可是当情形比较复杂，仍是推荐使用handler