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[操作系统]Android多线程(二)


  在上一篇中,我简单说了用AsyncTask来完成简单异步任务,但AsyncTask是把所有的异步任务放到一个队列中依次在同一个线程中执行。这样就带来一个问题,它无法处理那些耗时长、需要并行的的任务。如何处理这个难题呢?一是自己开启线程然后处理线程通信问题,二是使用HandlerThread这一便捷类来处理。万变不离其宗,先来说明Android线程、及线程通信的原理,然后对于那些便捷的API自然就懂了。

二、Thread 与 Handler

  本节涉及的概念较多,有Thread,Handler,Looper,Message,MessageQuene,对于Looper和MessageQueue只是简单的谈及它们在线程通信中的作用,Thread,Handler及Message我会尽力讲清楚些。

  1.Thread基础:

  1)参考文档:http://developer.android.com/reference/java/lang/Thread.html

  我包括我的好些朋友学东西时都会忽略官方文档的重要性,其中很大的原因是因为英文的缘故吧,但其实看懂文档要求英语能力并不高。看别人写的文章、博客、书籍,听别人讲技术,那始终是经过他人过滤后的知识,而这一切未必是你需要的。前车之鉴固然重要,但并不是每一个老人的话都得听。歪果仁写东西有个特点就是他不仅把原理给你讲清楚了,还爱举列子,该怎么做不建议怎么做都会涉及。说了这么多,就是建议自己去看看Android的开发文档,从Guide到Reference内化出自己的知识体系。

  2)简单介绍:

  看Android的Thread继承树,我们就知道它完全继承了Java的线程体系,在这就不赘言过多的Thread细节了,我就如何开启一个线程讲一讲。开启一个新线程有两种方法,第一种是拓展Thread类,在子类中重写run()方法;第二种是声明Thread对象时传入一个Runnable对象,因为只涉及到一个抽象方法,Runnable对象可以用jdk8的Lambda表达式来代替,这样使得线程的创建变得更加简单。创建好了线程后,如何让线程开始执行呢?调用Thread.run()即可让线程进入待执行队列,当获得CPU时间时它就运行起来了。具体的用法例子会在后面的示例中展现。

  2.Handler基础:

  1)参考文档:http://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html

  2)概述:

  之前看过一部美剧《天蝎计划》,在介绍团队负责人时,这样说道”He is our goverment handler“。Android中的Handler就是这样一个概念,它是线程通信的发送者和处理者,线程要进行通信时会让handler发出相应的消息,通过Looper传递,Handler发出的消息会在目的线程中得以执行。再举个栗子吧,这是我在《Android编程权威指南》中看到的,它是这么描述线程通信的:两个线程的通信就好像现实中的两个人通过信件来通信,消息队列(MessageQueue)相对于通信时候的信箱;Message(消息)相当于信件;Looper相当于邮递员,它是MessageQueue的操作者;Handler时线程通信的发出者和处理者;每当Thread想要进行通信,它会让Handler投递一个Message给相应的MessageQueue,Looper会一直循环将MessageQueue里的Message发向它的目的地,到达目的地后Looper通知相应的Handler来处理消息。

  每一个Handler都是和唯一的Looper对象绑定的,也就是说一个Handler既仅可以个一个Looper绑定,但一个Looper可以有好几个Handler与之关联。Looper操作的MessageQueue是Handler取得消息进行处理和发出消息的地方。

  3)使用介绍:

  前面说过每一个Handler都是和特别的Looper绑定好的,同时Handler又是处理消息的地方,所以Handler中既要说明和哪个Looper绑定,又要告知怎么处理消息。所以Handler有4个构造方法,下面我来一一介绍:

  • Handler()这是无参数构造方法,它默认和当前线程的Looper绑定,未指定消息的处理方式。
  • Handler(Looper looper)它需要一个Looper对象作为参数传入,构成出来的Handler对象将和给定的Looper对象绑定。
  • Handler(Handler.Callback callback)它需要一个Handler.Callback对象作为参数传入,构造处理的对象和当前线程的Looper绑定并用传入的Handler.Callback对象来处理消息。
  • Handler(Looper looper,(Handler.Callback callback)这是第二种和第三种的结合,构成出一个和指定Looper绑定并用指定Callback的回调方法处理消息的Handler对像
  • 还有一种使用Handler的方法就是自己拓展Handler类,在子类中实现handlerMessage(Message msg)(这就是接口Callback中的抽象方法),这也是我用的比较多的方式。

  Handler的使用就是发送和处理消息,处理消息是在Callback接口中定义好的,当Looper操作的MessageQueue中有消息时,Looper对通知所有与它绑定的Handler调用handlerMessage(Message msg)去处理消息。那怎么发送消息呢?Hander中有一个方法叫sendMessage(Message msg),当调用这个方法后Handler就往Looper操作的MessageQueue中投递一个Message对象,发送消息就算是完成了。简单吧?so easy!

  关于Handler的其他方法还请查看文档,将主干的部分弄清楚了,指端末节随着使用慢慢就熟络了。一口气吃不成胖子。对了,下面的Message部分还会提及Handler的一些内容。

  3.Message基础:

  1)参考文档:http://developer.android.com/reference/android/os/Message.html

  2)使用介绍:

  线程通信既然叫通信肯定有一个消息的载体,Message就是这个消息的载体,它包含了线程想要通信的全部内容,比如线程运行后得到的结果就和可以包含在Message中。关于Message的构造本来可以按正常的方式构造(就是new一个Message对象,词穷不知道怎么说,就叫它”正常的方式“O(∩_∩)O~),但官方推荐的做法是通过Handler.obtainMessage()获得Message对象,因为这样的Message是从即将被回收的Message中取得的,会避免GC的反复运行和减少运行时的内存消耗。

  Message是消息的携带者,它有许多的携带消息的方法,比如setData(Bundle),Message.obj,Message.arg1,Message.arg2等等,需要特别说明的是Message里有一个公开的整形的全局变量what,即Message.what,它一般用来阐述消息的类型,Handler的handlerMessage(Message msg)通常会先检验Message的what变量,然后在决定如何处理。毕竟一个应用中和主线程通信的不可能只用一个线程,一种消息。

  4.Looper与MessageQueue简单介绍:

  1)参考文档:

  Looper:http://developer.android.com/reference/android/os/Looper.html

  MessageQueue:http://developer.android.com/reference/android/os/MessageQueue.html

  2)简单介绍:

  需要注意的地方就是,一个普通Thread创建时是没有Looper对象和它关联的,我们必须在线程的创建中进行关联,具体做法就是在Thread的创建时调用Looper.prepare()进行绑定,调用Looper.loop()使得与线程绑定的Looper对象开始工作。Looper中有一个巨好用的方法,Looper.getMainLooper(),这个方法直接返回当前应用的UI线程的Looper对象,有了Looper对象就可以往主线程发消息了,一会我在示例中会用到这样方法。

  关于MessageQueue,其实在线程通信中我们并不直接使用它,只需知道我们通过Handler发送出去的消息都是放在它里的就行了,它是一个”第层次“的对象,我们也不能直接往它里添加消息。但对于理解整个线程通信过程还是很重要的。

  5.实践——示例

  说了这么多,是时候用实践检验了!先说说我打算怎么做吧!我打算从UI线程向非UI线程(是不是叫主线程和子线程更好?)发一个消息,然后在非UI线程中处理这个消息(这里我只是打印一下日志),然后从非UI线程向主线程发送一个消息,然后在UI线程中处理这个消息(也是简单的打印一下)。好像有些偷懒,但真正使用也大致是这样的,就是把打印换成具体的任务。好了,开始吧!

  先给出布局吧!

 1 <??> 2 <RelativeLayout 3   ="http://schemas.android.com/apk/res/android" 4   ="http://schemas.android.com/tools" 5   android:layout_width="match_parent" 6   android:layout_height="match_parent" 7   android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" 8   android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" 9   android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"10   android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"11   tools:context=".MainActivity">12 13   <TextView14     android:layout_width="wrap_content"15     android:layout_height="wrap_content"16     android:layout_alignParentTop="true"17     android:layout_centerHorizontal="true"18     android:text="Thread和Handler"/>19 20   <Button21     android:id="@+id/send_message"22     android:layout_width="match_parent"23     android:layout_height="wrap_content"24     android:layout_alignParentBottom="true"25     android:text="发送消息"/>26 27   <Button28     android:id="@+id/startThread"29     android:layout_width="match_parent"30     android:layout_height="wrap_content"31     android:layout_above="@id/send_message"32     android:text="开启子线程"/>33 34 </RelativeLayout>

  布局很简单,就是一个textview和两个button,一个button开启线程,并接受来自子线程的信息,另一个从主线程发出消息给子线程。

  下面给出代码逻辑:

  第一部分是子线程的代码:

 1 package comfallblank.github.threadandhandler; 2  3 import android.os.Handler; 4 import android.os.Looper; 5 import android.os.Message; 6 import android.util.Log; 7  8 /** 9  * Created by fallb on 2015/10/7.10 */11 public class MyThread extends Thread {12   public static final int MSG_WORKER_THREAD = 100;13   private static final String TAG = "MyThread";14 15   private Handler mWorkerHandler;16   private Handler mMainHandler;17 18   public MyThread(Handler handler) {19     mMainHandler = handler;20     mWorkerHandler = new Handler(){21       @Override22       public void handleMessage(Message msg) {23         if(msg.what == MainActivity.MSG_MAIN){24           Log.d(TAG,"Message:"+msg.obj);25         }26       }27     };28   }29 30   @Override31   public void run() {32     Looper.prepare();33     Message msg = mMainHandler.obtainMessage();34     msg.what = MyThread.MSG_WORKER_THREAD;35     msg.obj="子线程发出的消息";36     mMainHandler.sendMessage(msg);37 38     Looper.loop();39   }40 41   public Handler getWorkerHandler() {42     return mWorkerHandler;43   }44 }

  第二份是主线程的:

 1 package comfallblank.github.threadandhandler; 2  3 import android.os.Bundle; 4 import android.os.Handler; 5 import android.os.Message; 6 import android.support.v7.app.AppCompatActivity; 7 import android.util.Log; 8 import android.view.View; 9 import android.widget.Button;10 11 public class MainActivity extends AppCompatActivity {12   public static final int MSG_MAIN = 100;13   private static final String TAG = "MainActivity";14 15   private Button mStartThread;16   private Button mSendMessage;17   private Handler mHandler = new MyHandler();18 19   @Override20   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {21     super.onCreate(savedInstanceState);22     setContentView(R.layout.activity_main);23 24     final MyThread thread = new MyThread(mHandler);25     mStartThread = (Button) findViewById(R.id.startThread);26     mStartThread.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {27       @Override28       public void onClick(View view) {29         Log.d(TAG, "开启线程");30         thread.start();31       }32     });33     mSendMessage = (Button) findViewById(R.id.send_message);34     mSendMessage.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {35       @Override36       public void onClick(View view) {37         Handler workerHandler = thread.getWorkerHandler();38         Message msg = workerHandler.obtainMessage();39         msg.what = MSG_MAIN;40         msg.obj = "来自主线程的消息";41         workerHandler.sendMessage(msg);42       }43     });44 45   }46 47   class MyHandler extends Handler {48     @Override49     public void handleMessage(Message msg) {50       if (msg.what == MyThread.MSG_WORKER_THREAD) {51         Log.d(TAG,"Message:"+msg.obj);52       }53     }54   }55 }

  Logcat打印日志如下:

  10-07 19:34:34.424 19671-19671/comfallblank.github.threadandhandler D/MainActivity: 开启线程
  10-07 19:34:34.454 19671-19671/comfallblank.github.threadandhandler D/MainActivity: Message:子线程发出的消息
  10-07 19:34:37.267 19671-19671/comfallblank.github.threadandhandler D/MyThread: Message:来自主线程的消息

  6.关于Handler再说两句:

  Handler对象除了发出消息外,还有一族方法,来发出一个Runnable对象,Handler.post(Runnable runnable)及时其中的一个,它向MessageQueue中添加这个Runnable对象,然后目的线程的MessageQueue会执行该方法。

  关于Thread、Handler的内容就说到这里了,还是如前上一篇所说,本文只起到抛砖引玉的作用,多有偏颇,往交流指正。