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android的多线程详解

风飘天下
 风飘天下
发布于 2012/12/22 11:17
字数 3441
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有以下几种方式:

1)Activity.runOnUiThread(Runnable)

2)View.post(Runnable) ;View.postDelay(Runnable , long)

3)Handler

4)AsyncTask

Android是单线程模型,这意味着Android UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行,所以你单纯的new一个Thread并且start()是不行的,因为这违背了Android的单线程模型。那么如何用好多线程呢?总结一下:



事件处理的原则:所有可能耗时的操作都放到其他线程去处理。

  Android中的Main线程的事件处理不能太耗时,否则后续的事件无法在5秒内得到响应,就会弹出ANR对话框。那么哪些方法会在 Main线程执行呢?

  1) Activity的生命周期方法,例如:onCreate()、onStart()、onResume()等

  2) 事件处理方法,例如onClick()、onItemClick()

  通常Android基类中以on开头的方法是在Main线程被回调的。

  提高应用的响应性,可以从这两方面入手。

  一般来说,ActivityonCreate()、onStart()、onResume()方法的执行时间决定了你的应用首页打开的时间,这里要尽量把不必要的操作放到其他线程去处理,如果仍然很耗时,可以使用SplashScreen。使用SplashScreen最好用动态的,这样用户知道你的应用没有死掉。



 当用户与你的应用交互时,事件处理方法的执行快慢决定了应用的响应性是否良好,一般分为同步和异步两种情况:

  1) 同步,需要等待返回结果。例如用户点击了注册按钮,需要等待服务端返回结果,那么需要有一个进度条来提示用户你的程序正在运行没有死掉。一般与服务端交互的都要有进度条,例如系统自带的浏览器,URL跳转时会有进度条。

  2) 异步,不需要等待返回结果。例如微博中的收藏功能,点击完收藏按钮后是否成功执行完成后告诉我就行了,我不想等它,这里最好实现为异步的。

  无论同步异步,事件处理都可能比较耗时,那么需要放到其他线程中处理,等处理完成后,再通知界面刷新。

  这里有一点要注意,不是所有的界面刷新行为都需要放到Main线程处理,例如TextViewsetText()方法需要在Main线程中,否则会抛出CalledFromWrongThreadException,而ProgressBarsetProgress()方法则不需要在Main线程中处理。

  当然你也可以把所有UI组件相关行为都放到Main线程中处理,没有问题。可以减轻你的思考负担,但你最好了解他们之间的差别,掌握事物之间细微差别的是专家。把事件处理代码放到其他线程中处理,如果处理的结果需要刷新界面,那么需要线程间通讯的方法来实现在其他线程中发消息给Main线程处理。



  3. 如何实现线程间通讯

  在Android中有多种方法可以实现其他线程与Main线程通讯,我们这里介绍常见的两种。

  1) 使用AsyncTask

  AsyncTaskAndroid框架提供的异步处理的辅助类,它可以实现耗时操作在其他线程执行,而处理结果在Main线程执行,对于开发者而言,它屏蔽掉了多线程和后面要讲的Handler的概念。你不了解怎么处理线程间通讯也没有关系,AsyncTask体贴的帮你做好了。使用他你会发现你的代码很容易被理解,因为他们都有一些具有特定职责的方法,尤其是AsyncTask,有预处理的方法onPreExecute,有后台执行任务的方法doInBackground,有更新进度的方法publishProgress,有返回结果的方法onPostExecute等等,这就不像post这些方法,把所有的操作都写在一个Runnable里。不过封装越好越高级的API,对初级程序员反而越不利,就是你不了解它的原理。当你需要面对更加复杂的情况,而高级API无法完成得很好时,你就杯具了。所以,我们也要掌握功能更强大,更自由的与Main线程通讯的方法:Handler的使用。



  2) 使用Handler

  这里需要了解Android SDK提供的几个线程间通讯的类。

  2.1 Handler

  Handlerandroid里负责发送和处理消息,通过它可以实现其他线程与Main线程之间的消息通讯。

  2.2 Looper

  Looper负责管理线程的消息队列和消息循环

  2.3 Message

  Message是线程间通讯的消息载体。两个码头之间运输货物,Message充当集装箱的功能,里面可以存放任何你想要传递的消息。

  2.4 MessageQueue

  MessageQueue是消息队列,先进先出,它的作用是保存有待线程处理的消息。

  它们四者之间的关系是,在其他线程中调用Handler.sendMsg()方法(参数是Message对象),将需要Main线程处理的事件添加到Main线程的MessageQueue中,Main线程通过MainLooper从消息队列中取出Handler发过来的这个消息时,会回调HandlerhandlerMessage()方法。

  除了以上两种常用方法之外,还有几种比较简单的方法

  3) Activity.runOnUiThreadRunnable

  4) View.postRunnable

  View.postDelayedRunnable, long

  5) Handler.post

  Handler.postDelayedRunnable, long



  4. 利用线程池提高性能



  这里我们建议使用线程池来管理临时的Thread对象,从而达到提高应用程序性能的目的。

  线程池是资源池在线程应用中的一个实例。了解线程池之前我们首先要了解一下资源池的概念。在JAVA中,创建和销毁对象是比较消耗资源的。我们如果在应用中需要频繁创建销毁某个类型的对象实例,这样会产生很多临时对象,当失去引用的临时对象较多时,虚拟机会进行垃圾回收(GC),CPU在进行GC时会导致应用程序的运行得不到相应,从而导致应用的响应性降低。

  资源池就是用来解决这个问题,当你需要使用对象时,从资源池来获取,资源池负责维护对象的生命周期。

  了解了资源池,就很好理解线程池了,线程池就是存放对象类型都是线程的资源池。

  我增加了如何在其他线程中创建Handler的例子作为选学,前面都掌握好了的同学可以看一下,如果你需要实现一个跟Main线程类似的消息处理机制,需要其他线程可以跟你的线程通讯,可以通过这种方法实现。







1、问题提出
1)为何需要多线程?
2)多线程如何实现?
3)多线程机制的核心是啥?
4)到底有多少种实现方式?

2、问题分析
1)究其为啥需要多线程的本质就是异步处理,直观一点说就是不要让用户感觉到很卡
eg:你点击按钮下载一首歌,接着该按钮一直处于按下状态,那么用户体验就很差。

2)多线程实现方式implements Runnable 或 extends Thread

3)多线程核心机制是Handler

4)提供如下几种实现方式
----1-----Handler
————————————说明1
创建一个Handler时一定要关联一个Looper实例,默认构造方法Handler(),它是关联当前ThreadLooper
eg:
我们在UI Thread中创建一个Handler,那么此时就关联了UI ThreadLooper
这一点从源码中可以看出!
精简代码如下:
public Handler() {
 mLooper = Looper.myLooper();
//当前线程的Looper,在Activity创建时,UI线程已经创建了Looper对象
//Handler中机制中Looper是最为核心的,它一直处于循环读MessageQueue,有
//要处理的Message就将Message发送给当前的Handler实例来处理

 if (mLooper == null) {
 throw new RuntimeException(
 "Cant create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
 }
//从以上可以看出,一个Handler实例必须关联一个Looper对象,否则出错

 mQueue = mLooper.mQueue;
//HandlerMessageQueue,它是FIFO的吗?不是!我感觉应该是按时间先后排列
//的!MessageMessageQueue到底是啥关系?感兴趣可以研究一下源码!

 mCallback = null;
 }


在创建一个Handler的时候也可以指定Looper,此时的Looper对象,可以是当前线程的也可以是其它线程的!
Handler只是处理它所关联的Looper中的MessageQueue中的Message,至于它哪个线程的LooperHandler并不是很关心!
eg:
我们在UI线程中创建了Handler实例,此时传进Worker线程的Looper,此时依然可以进行业务操作!
eg:
--------------------创建工作者线程
private static final class Worker implements Runnable
 {
 private static final Object mLock = new Object() ;
 private Looper mLooper ;

 public Worker(String name)
 {
 final Thread thread = new Thread(null,this,name) ;
 thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ;
 thread.start() ;

 synchronized(mLock)
 {
 while(mLooper == null)
 {
 try
 {
 mLock.wait() ;
 }
 catch (InterruptedException e)
 {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
 }

 @Override
 public void run() {
 synchronized(mLock)
 {
 //该方法只能执行一次,一个Thread只能关联一个Looper
 Looper.prepare() ;
 mLooper = Looper.myLooper() ;
 mLock.notifyAll() ;
 }
 Looper.loop() ;
 }

 public Looper getLooper()
 {
 return mLooper ;
 }

 public void quit()
 {
 mLooper.quit() ;
 }
 }

我们可以在UI线程中创建一个Handler同时传入WorkerLooper
eg:
----------------定义自己的Handler
private final class MyHandler extends Handler
 {
 private long id ;

 public MyHandler(Looper looper)
 {
 super(looper) ;
 }

 @Override
 public void handleMessage(Message msg) {
 switch(msg.what)
 {
 case 100 :
 mTv.setText("" + id) ;
 break ;
 }
 }
 }

---------Activity中创建Handler
this.mWorker = new Worker("workerThread") ;
this.mMyHandler = new MyHandler(this.mWorker.getLooper()) ;

---------创建Message
final Message msg = this.mMyHandler.obtainMessage(100);
msg.put("test" , "test") ;
msg.sendToTarget() ;

需要注意的是,每一个Message都必须要有自己的TargetHandler实例!
源码如下:
public final Message obtainMessage(int what)
 {
 return Message.obtain(this, what);
 }

public static Message obtain(Handler h, int what) {
 Message m = obtain();
 m.target = h;//可以看出message关联了当前的Handler
 m.what = what;
 return m;
 }

以上只是作了一点原理性的说明!

 我们平时使用Handler主要是用来处理多线程的异步交互问题!
 由于Android规定只有UI线程才能更新用户界面和接受用户的按钮及触摸事件!
那么就必须保证UI线程不可以被阻塞,从而耗时操作必须要开启一个新的线程来处理!
 那么问题就来了,等耗时操作结束以后,如何把最新的数据反馈给用户呢?而我们目前工作Worker线程中,从而不可以进行UI更新。
 那么怎么办呢?必须要把最新的数据传给UI线程能处理的地方!现在就派到Handler出场了!可Handler到底干了啥呢?简要说明如下:
 Activity所在的UI线程在创建的时候,就关联了LooperMessageQueue,那么我们又在UI线程里创建了自己的Handler,那么Handler是属于UI线程的,从而它是可以和UI线程交互的!
 UI线程的Looper一直在进行Loop操作MessageQueue读取符合要求的Message给属于它的targetHandler来处理!所以啊,我们只要在Worker线程中将最新的数据放到Handler所关联的LooperMessageQueue中,然而Looper一直在loop操作,一旦有符合要求的Message,就第一时间将Message交给该MessagetargetHandler来处理!所以啊,我们在创建Message的时候就应该指定它的targetHandler
 但我们也可以,new Message() -- > mHandler.sendMessage(msg) ;这是特例!
 如果我们通过obtainMessage()方法获取Message对象,此时Handler就会自动设置Messagetarget。可以看源码!

简单一点说就是:
UI线程或Worker线程提供MessageQueueHandler向其中填MessageLooper从其中读Message,然后交由Message自己的targetHandler来处理!!最终被从属于UI线程的HandlerhandlMessag(Message msg)方法被调用!!

这就是Android多线程异步处理最为核心的地方!!
有点罗嗦啊!!

*******************************************************************
UI线程中创建Handler[一般继承HandleMessage(Message msg)]
 |
 |
 Looper可以属于UI线程或Worker线程
 |
 |
从属于LooperMessgeQueueLooper一直在loop()操作,loop()中执行msg.target.dispatchMessage(msg);调用HandlerhandleMessage(Message msg)
 |
 |
在 Worker线程中获取Message,然后通过Handler传入MessageQueue
*******************************************************************

-----------------在创建一个Looper时,就创建了从属于该LooperMessageQueue
 private Looper() {
 mQueue = new MessageQueue();
 mRun = true;
 mThread = Thread.currentThread();
 }

----2-----View
post(Runnable action)
postDelay(Runnable action , long miliseconds)

-----3-----Activity
runOnUiThread(Runnable action)
该方法实现很简单:
public final void runOnUiThread(Runnable action) {
 if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
 //如果当前线程不是UI线程
 mHandler.post(action);
 } else {
 action.run();
 }
 }

其中:
 mUiThread = Thread.currentThread() ;
 mHandler = new Handler() 

-----4-----AsyncTask<Params,Progress,Result>
Params,Progress,Result都是数据类型,
Params要处理的数据的类型
Progress处理进度的类型
Result处理后返回的结果

它是一个异步处理的简单方法!
方法的执行顺序:
1
onPreExecute() --UI线程中执行,作一些初始化操作

2
doInBackground(Params... params) --Worker线程中执行,进行耗时的后台处理,在该方法中可以调用publishProgress(Progress progress) 进行进度处理

3
onProgressUpdate(Progress progress) --UI线程中执行,进行进度实时处理

4onPostExecute(Result result) --UI线程中执行, 在doInBackground(Params ... params)返回后调用

5
onCancelled() --UI线程中执行,在AsyncTask实例调用cancle(true)方法后执行,作一些清理操作

几点注意:
AsyncTask必须在UI线程中创建,
asyncTask.execute(Params... params) ;UI线程中执行,且只能执行一次
要想再次调用execute(Params... params),必须重新创建AsyncTask对象

3种方法本质上都是利用Handler来实现的!

3、一点说明
1)具体使用还是要自己去摸索!只作抛砖吧!
2)一些使用的注意之处可以参看API Reference
2)最好是跟踪分析一下源码!

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