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[操作系统]Android中子线程真的不能更新UI吗?


Android的UI访问是没有加锁的,这样在多个线程访问UI是不安全的。所以Android中规定只能在UI线程中访问UI。

但是有没有极端的情况?使得我们在子线程中访问UI也可以使程序跑起来呢?接下来我们用一个例子去证实一下。

新建一个工程,activity_main.

<??><RelativeLayout ="http://schemas.android.com/apk/res/android"  android:layout_width="match_parent"  android:layout_height="match_parent"  >  <TextView    android:id="@+id/main_tv"    android:layout_width="wrap_content"    android:layout_height="wrap_content"    android:textSize="18sp"    android:layout_centerInParent="true"    /></RelativeLayout>

很简单,只是添加了一个居中的TextView

MainActivity代码如下所示:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {  private TextView main_tv;  @Override  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    super.onCreate(savedInstanceState);    setContentView(R.layout.activity_main);    main_tv = (TextView) findViewById(R.id.main_tv);    new Thread(new Runnable() {      @Override      public void run() {        main_tv.setText("子线程中访问");      }    }).start();  }}

也是很简单的几行,在onCreate方法中创建了一个子线程,并进行UI访问操作。

点击运行。你会发现即使在子线程中访问UI,程序一样能跑起来。结果如下所示: 

咦,那为嘛以前在子线程中更新UI会报错呢?难道真的可以在子线程中访问UI?

先不急,这是一个极端的情况,修改MainActivity如下:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {  private TextView main_tv;  @Override  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    super.onCreate(savedInstanceState);    setContentView(R.layout.activity_main);    main_tv = (TextView) findViewById(R.id.main_tv);    new Thread(new Runnable() {      @Override      public void run() {        try {          Thread.sleep(200);        } catch (InterruptedException e) {          e.printStackTrace();        }        main_tv.setText("子线程中访问");      }    }).start();  }}

让子线程睡眠200毫秒,醒来后再进行UI访问。

结果你会发现,程序崩了。这才是正常的现象嘛。抛出了如下很熟悉的异常:

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views. 
at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.Java:6581) 
at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)

……

作为一名开发者,我们应该认真阅读一下这些异常信息,是可以根据这些异常信息来找到为什么一开始的那种情况可以访问UI的。那我们分析一下异常信息:

首先,从以下异常信息可以知道

at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:6581)

这个异常是从android.view.ViewRootImpl的checkThread方法抛出的。

这里顺便铺垫一个知识点:ViewRootImpl是ViewRoot的实现类。

那现在跟进ViewRootImpl的checkThread方法瞧瞧,源码如下:

void checkThread() {  if (mThread != Thread.currentThread()) {    throw new CalledFromWrongThreadException(        "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");  }}

只有那么几行代码而已的,而mThread是主线程,在应用程序启动的时候,就已经被初始化了。

由此我们可以得出结论: 
在访问UI的时候,ViewRoot会去检查当前是哪个线程访问的UI,如果不是主线程,那就会抛出如下异常:

Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views

这好像并不能解释什么?继续看到异常信息

at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)

 

那现在就看看requestLayout方法,

@Overridepublic void requestLayout() {  if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {    checkThread();    mLayoutRequested = true;    scheduleTraversals();  }}

这里也是调用了checkThread()方法来检查当前线程,咦?除了检查线程好像没有什么信息。那再点进scheduleTraversals()方法看看

void scheduleTraversals() {  if (!mTraversalScheduled) {    mTraversalScheduled = true;    mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();    mChoreographer.postCallback(        Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);    if (!mUnbufferedInputDispatch) {      scheduleConsumeBatchedInput();    }    notifyRendererOfFramePending();    pokeDrawLockIfNeeded();  }}

注意到postCallback方法的的第二个参数传入了很像是一个后台任务。那再点进去

final class TraversalRunnable implements Runnable {  @Override  public void run() {    doTraversal();  }}

找到了,那么继续跟进doTraversal()方法。

void doTraversal() {  if (mTraversalScheduled) {    mTraversalScheduled = false;    mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);    if (mProfile) {      Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");    }    performTraversals();    if (mProfile) {      Debug.stopMethodTracing();      mProfile = false;    }  }}

可以看到里面调用了一个performTraversals()方法,View的绘制过程就是从这个performTraversals方法开始的。PerformTraversals方法的代码有点长就不贴出来了,如果继续跟进去就是学习View的绘制了。而我们现在知道了,每一次访问了UI,Android都会重新绘制View。这个是很好理解的。

分析到了这里,其实异常信息对我们帮助也不大了,它只告诉了我们子线程中访问UI在哪里抛出异常。 
而我们会思考:当访问UI时,ViewRoot会调用checkThread方法去检查当前访问UI的线程是哪个,如果不是UI线程则会抛出异常,这是没问题的。但是为什么一开始在MainActivity的onCreate方法中创建一个子线程访问UI,程序还是正常能跑起来呢?? 
唯一的解释就是执行onCreate方法的那个时候ViewRootImpl还没创建,无法去检查当前线程。

那么就可以这样深入进去。寻找ViewRootImpl是在哪里,是什么时候创建的。好,继续前进

在ActivityThread中,我们找到handleResumeActivity方法,如下:

final void handleResumeActivity(IBinder token,    boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume) {  // If we are getting ready to gc after going to the background, well  // we are back active so skip it.  unscheduleGcIdler();  mSomeActivitiesChanged = true;  // TODO Push resumeArgs into the activity for consideration  ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);  if (r != null) {    final Activity a = r.activity;    //代码省略      r.activity.mVisibleFromServer = true;      mNumVisibleActivities++;      if (r.activity.mVisibleFromClient) {        r.activity.makeVisible();      }    }   //代码省略  }

可以看到内部调用了performResumeActivity方法,这个方法看名字肯定是回调onResume方法的入口的,那么我们还是跟进去瞧瞧。

public final ActivityClientRecord performResumeActivity(IBinder token,    boolean clearHide) {  ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);  if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Performing resume of " + r      + " finished=" + r.activity.mFinished);  if (r != null && !r.activity.mFinished) {  //代码省略      r.activity.performResume();  //代码省略  return r;}

可以看到r.activity.performResume()这行代码,跟进 performResume方法,如下:

final void performResume() {  performRestart();  mFragments.execPendingActions();  mLastNonConfigurationInstances = null;  mCalled = false;  // mResumed is set by the instrumentation  mInstrumentation.callActivityOnResume(this);  //代码省略}

Instrumentation调用了callActivityOnResume方法,callActivityOnResume源码如下:

public void callActivityOnResume(Activity activity) {  activity.mResumed = true;  activity.onResume();  if (mActivityMonitors != null) {    synchronized (mSync) {      final int N = mActivityMonitors.size();      for (int i=0; i<N; i++) {        final ActivityMonitor am = mActivityMonitors.get(i);        am.match(activity, activity, activity.getIntent());      }    }  }}

找到了,activity.onResume()。这也证实了,performResumeActivity方法确实是回调onResume方法的入口。

那么现在我们看回来handleResumeActivity方法,执行完performResumeActivity方法回调了onResume方法后, 
会来到这一块代码:

r.activity.mVisibleFromServer = true;mNumVisibleActivities++;if (r.activity.mVisibleFromClient) {  r.activity.makeVisible();}

activity调用了makeVisible方法,这应该是让什么显示的吧,跟进去探探。

void makeVisible() {  if (!mWindowAdded) {    ViewManager wm = getWindowManager();    wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());    mWindowAdded = true;  }  mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);}

往WindowManager中添加DecorView,那现在应该关注的就是WindowManager的addView方法了。而WindowManager是一个接口来的,我们应该找到WindowManager的实现类才行,而WindowManager的实现类是WindowManagerImpl。这个和ViewRoot是一样,就是名字多了个impl。

找到了WindowManagerImpl的addView方法,如下:

@Overridepublic void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {  applyDefaultToken(params);  mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);}

里面调用了WindowManagerGlobal的addView方法,那现在就锁定 
WindowManagerGlobal的addView方法:

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,    Display display, Window parentWindow) {  //代码省略   ViewRootImpl root;  View panelParentView = null;  //代码省略    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);    view.setLayoutParams(wparams);    mViews.add(view);    mRoots.add(root);    mParams.add(wparams);  }  // do this last because it fires off messages to start doing things  try {    root.setView(view, wparams, panelParentView);  } catch (RuntimeException e) {    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.    synchronized (mLock) {      final int index = findViewLocked(view, false);      if (index >= 0) {        removeViewLocked(index, true);      }    }    throw e;  }}

终于击破,ViewRootImpl是在WindowManagerGlobal的addView方法中创建的。

回顾前面的分析,总结一下: 
ViewRootImpl的创建在onResume方法回调之后,而我们一开篇是在onCreate方法中创建了子线程并访问UI,在那个时刻,ViewRootImpl是没有创建的,无法检测当前线程是否是UI线程,所以程序没有崩溃一样能跑起来,而之后修改了程序,让线程休眠了200毫秒后,程序就崩了。很明显200毫秒后ViewRootImpl已经创建了,可以执行checkThread方法检查当前线程。

这篇博客的分析如题目一样,Android中子线程真的不能更新UI吗?在onCreate方法中创建的子线程访问UI是一种极端的情况,这个不仔细分析源码是不知道的。我是最近看了一个面试题,才发现这个。

从中我也学习到了从异常信息中跟进源码寻找答案,你呢?

 

本篇博客首发于我的CSDN博客:http://blog.csdn.net/xyh269