Android多线程

 

 

我们创建的Service、Activity以及Broadcast均是一个主线程处理，这里我们可以理解为UI线程。但是在操作一些耗时操作时，比如I/O读写的大文件读写，数据库操作以及网络下载需要很长时间，为了不阻塞用户界面，出现ANR的响应提示窗口，这个时候我们可以考虑使用Thread线程来解决。

  Android中使用Thread线程会遇到哪些问题?

  对于从事过J2ME开发的程序员来说Thread比较简单，直接匿名创建重写run方法，调用start方法执行即可。或者从Runnable接口继承，但对于Android平台来说UI控件都没有设计成为线程安全类型，所以需要引入一些同步的机制来使其刷新，这点Google在设计Android时倒是参考了下Win32的消息处理机制。

 1. 对于线程中的刷新一个View为基类的界面，可以使用postInvalidate()方法在线程中来处理，其中还提供了一些重写方法比如

Send到当前active 的Handler对象，其hander的handlemessage将在UI线程中执行。

postInvalidate(int left,int top,int right,int bottom) 来刷新一个矩形区域，以及延时执行，比如postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds)或postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds,int left,int top,int right,int bottom) 方法，其中第一个参数为毫秒，如下:

   2. 当然推荐的方法是通过一个Handler来处理这些，可以在一个线程的run方法中调用handler对象的 postMessage或sendMessage方法来实现，Android程序内部维护着一个消息队列，会轮训处理这些，如果你是Win32程序员可以很好理解这些消息处理，不过相对于Android来说没有提供 PreTranslateMessage这些干涉内部的方法。

private Handler mHandler = new Handler();

private Runnable mForceCheckBoxRunnable = new Runnable() {
        public void run() {
            if (mCheckBoxPreference != null) {
                mCheckBoxPreference.setChecked(!mCheckBoxPreference.isChecked());
            }
           
            // Force toggle again in a second
            mHandler.postDelayed(this, 1000);
        }
    };

{

mForceCheckBoxRunnable.run();

}

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progressButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
            public void onClick(View v) {
                showDialog(DIALOG_PROGRESS);
                mProgress = 0;
                mProgressDialog.setProgress(0);
                mProgressHandler.sendEmptyMessage(0);
            }
        });

mProgressHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                if (mProgress >= MAX_PROGRESS) {
                    mProgressDialog.dismiss();
                } else {
                    mProgress++;
                    mProgressDialog.incrementProgressBy(1);
                    mProgressHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 100);
                }
            }
        };

  3. Looper又是什么呢? ，其实Android中每一个Thread都跟着一个Looper，Looper可以帮助Thread维护一个消息队列，昨天的问题 Can't create handler inside thread 错误 一文中提到这一概念，但是Looper和Handler没有什么关系，我们从开源的代码可以看到Android还提供了一个Thread继承类HanderThread可以帮助我们处理，在HandlerThread对象中可以通过getLooper方法获取一个Looper对象控制句柄，我们可以将其这个Looper对象映射到一个Handler中去来实现一个线程同步机制，Looper对象的执行需要初始化Looper.prepare方法就是昨天我们看到的问题，同时推出时还要释放资源，使用Looper.release方法。

 

Handler对于Message的处理不是并发的。一个Looper 只有处理完一条Message才会读取下一条，所以消息的处理是阻塞形式的。但是如果用不同的Looper则能达到并发的目的。Service中，onStart的执行也是阻塞的。如果一个startService在onStart执行完成之前，再次条用startService也会阻塞。如果希望能尽快的执行onStart则可以在onStart中使用handler,因为Message的send是非阻塞的。如果要是不同消息的处理也是并发的，则可以用不同的Looper实例化Handler。

 

Looper对 象创建时会创建一个MessageQueue，主线程默认会创建一个Looper从而有MessageQueue，其他线程默认是没有 MessageQueue的不能接收Message，如果需要接收Message则需要通过prepare函数创建一个MessageQueue。

  4.Message 在Android是什么呢? 对于Android中Handler可以传递一些内容，通过Bundle对象可以封装String、Integer以及Blob二进制对象，我们通过在线程中使用Handler对象的    sendEmptyMessage或sendMessage方法来传递一个Bundle对象到Handler处理器。对于Handler类提供了重写方法handleMessage(Message msg) 来判断，通过msg.what来区分每条信息。将Bundle解包来实现Handler类更新UI线程中的内容实现控件的刷新操作。相关的Handler对象有关消息发送sendXXXX相关方法如下，同时还有postXXXX相关方法，这些和Win32中的道理基本一致，一个为发送后直接返回，一个为处理后才返回 :               
              

msg.sendToTarget();

1.1.
Message

代码在frameworks/base/core/java/android/Os/Message.java中。

Message.obtain函数：有多个obtain函数，主要功能一样，只是参数不一样。作用是从Message Pool中取出一个Message，如果Message Pool中已经没有Message可取则新建一个Message返回，同时用对应的参数给得到的Message对象赋值。

Message Pool： 大小为10个；通过Message.mPool->（Message并且Message.next）-> （Message并且Message.next）-> （Message并且Message.next）...构造一个Message Pool。Message Pool的第一个元素直接new出来，然后把Message.mPool（static类的static变量）指向它。其他的元素都是使用完的 Message通过Message的recycle函数清理后放到Message Pool（通过Message Pool最后一个Message的next指向需要回收的Message的方式实现）。下图为Message Pool的结构：

下载 (2.62 KB)

2009-9-25 20:48

1.2.
MessageQueue

MessageQueue里面有一个收到的Message的对列：

MessageQueue.mMessages(static变量)->( Message并且Message.next)-> ( Message并且Message.next)->...，下图为接收消息的消息队列：

下载 (2.86 KB)

2009-9-25 20:48

 

上 层代码通过Handler的sendMessage等函数放入一个message到MessageQueue里面时最终会调用MessageQueue的 enqueueMessage函数。enqueueMessage根据上面的接收的Message的队列的构造把接收到的Message放入队列中。

MessageQueue的removeMessages函数根据上面的接收的Message的队列的构造把接收到的Message从队列中删除，并且调用对应Message对象的recycle函数把不用的Message放入Message Pool中。

其中清理Message是Looper里面的loop函数指把处理过的Message放到Message的Pool里面去，如果里面已经超过最大值10个，则丢弃这个Message对象。

调用Handler是指Looper里面的loop函数从MessageQueue的接收消息队列里面取出消息，然后根据消息指向的Handler对象调用其对应的处理方法。

package com.android.messageexample;import android.app.Activity;import android.content.Context;import android.graphics.Color;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.util.Log;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.LinearLayout;import android.widget.TextView;public class MessageExample extends Activity implements OnClickListener {private final int WC = LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT; private final int FP = LinearLayout.LayoutParams.FILL_PARENT; public TextView tv; private EventHandler mHandler; private Handler mOtherThreadHandler=null; private Button btn, btn2, btn3, btn4, btn5, btn6; private NoLooperThread noLooerThread = null; private OwnLooperThread ownLooperThread = null; private ReceiveMessageThread receiveMessageThread =null; private Context context = null; private final String sTag = "MessageExample"; private boolean postRunnable = false;/** Called when the activity is first created. */@Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); context = this.getApplicationContext(); LinearLayout layout = new LinearLayout(this); layout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL); btn = new Button(this); btn.setId(101); btn.setText("message from main thread self"); btn.setOnClickListener(this); LinearLayout.LayoutParams param = new LinearLayout.LayoutParams(250,50); param.topMargin = 10; layout.addView(btn, param); btn2 = new Button(this); btn2.setId(102); btn2.setText("message from other thread to main thread"); btn2.setOnClickListener(this); layout.addView(btn2, param); btn3 = new Button(this); btn3.setId(103); btn3.setText("message to other thread from itself"); btn3.setOnClickListener(this); layout.addView(btn3, param); btn4 = new Button(this); btn4.setId(104); btn4.setText("message with Runnable as callback from other thread to main thread"); btn4.setOnClickListener(this); layout.addView(btn4, param); btn5 = new Button(this); btn5.setId(105); btn5.setText("main thread's message to other thread"); btn5.setOnClickListener(this); layout.addView(btn5, param); btn6 = new Button(this); btn6.setId(106); btn6.setText("exit"); btn6.setOnClickListener(this); layout.addView(btn6, param); tv = new TextView(this); tv.setTextColor(Color.WHITE); tv.setText(""); LinearLayout.LayoutParams param2 = new LinearLayout.LayoutParams(FP, WC); param2.topMargin = 10; layout.addView(tv, param2); setContentView(layout); //主线程要发送消息给other thread， 这里创建那个other thread receiveMessageThread = new ReceiveMessageThread(); receiveMessageThread.start(); }//implement the OnClickListener interface@Overridepublic void onClick(View v) { switch(v.getId()){ case 101: //主线程发送消息给自己 Looper looper; looper = Looper.myLooper(); //get the Main looper related with the main thread //如果不给任何参数的话会用当前线程对应的Looper(这里就是Main Looper)为Handler里面的成员mLooper赋值 mHandler = new EventHandler(looper); //mHandler = new EventHandler(); // 清除整个MessageQueue里的消息 mHandler.removeMessages(0); String obj = "This main thread's message and received by itself!"; //得到Message对象 Message m = mHandler.obtainMessage(1, 1, 1, obj); // 将Message对象送入到main thread的MessageQueue里面 mHandler.sendMessage(m); break; case 102: //other线程发送消息给主线程 postRunnable = false; noLooerThread = new NoLooperThread(); noLooerThread.start(); break; case 103: //other thread获取它自己发送的消息 tv.setText("please look at the error level log for other thread received message"); ownLooperThread = new OwnLooperThread(); ownLooperThread.start(); break; case 104: //other thread通过Post Runnable方式发送消息给主线程 postRunnable = true; noLooerThread = new NoLooperThread(); noLooerThread.start(); break; case 105: //主线程发送消息给other thread if(null!=mOtherThreadHandler){ tv.setText("please look at the error level log for other thread received message from main thread"); String msgObj = "message from mainThread"; Message mainThreadMsg = mOtherThreadHandler.obtainMessage(1, 1, 1, msgObj); mOtherThreadHandler.sendMessage(mainThreadMsg); } break; case 106: finish(); break; }}class EventHandler extends Handler{ public EventHandler(Looper looper) { super(looper); } public EventHandler() { super(); } public void handleMessage(Message msg) { //可以根据msg.what执行不同的处理，这里没有这么做 switch(msg.what){ case 1: tv.setText((String)msg.obj); break; case 2: tv.setText((String)msg.obj); noLooerThread.stop(); break; case 3: //不能在非主线程的线程里面更新UI，所以这里通过Log打印收到的消息 Log.e(sTag, (String)msg.obj); ownLooperThread.stop(); break; default: //不能在非主线程的线程里面更新UI，所以这里通过Log打印收到的消息 Log.e(sTag, (String)msg.obj); break; } }}//NoLooperThreadclass NoLooperThread extends Thread{ private EventHandler mNoLooperThreadHandler; public void run() { Looper myLooper, mainLooper; myLooper = Looper.myLooper(); mainLooper = Looper.getMainLooper(); //这是一个static函数 String obj; if(myLooper == null){ mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper); obj = "NoLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!"; } else { mNoLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper); obj = "This is from NoLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!"; } mNoLooperThreadHandler.removeMessages(0); if(false == postRunnable){ //send message to main thread Message m = mNoLooperThreadHandler.obtainMessage(2, 1, 1, obj); mNoLooperThreadHandler.sendMessage(m); Log.e(sTag, "NoLooperThread id:" + this.getId()); }else{ //下面new出来的实现了Runnable接口的对象中run函数是在Main Thread中执行，不是在NoLooperThread中执行 //注意Runnable是一个接口，它里面的run函数被执行时不会再新建一个线程 //您可以在run上加断点然后在eclipse调试中看它在哪个线程中执行 mNoLooperThreadHandler.post(new Runnable(){ @Override public void run() { tv.setText("update UI through handler post runnalbe mechanism!"); noLooerThread.stop(); } }); } }}//OwnLooperThread has his own message queue by execute Looper.prepare();class OwnLooperThread extends Thread{ private EventHandler mOwnLooperThreadHandler; public void run() { Looper.prepare(); Looper myLooper, mainLooper; myLooper = Looper.myLooper(); mainLooper = Looper.getMainLooper(); //这是一个static函数 String obj; if(myLooper == null){ mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(mainLooper); obj = "OwnLooperThread has no looper and handleMessage function executed in main thread!"; } else { mOwnLooperThreadHandler = new EventHandler(myLooper); obj = "This is from OwnLooperThread self and handleMessage function executed in NoLooperThread!"; } mOwnLooperThreadHandler.removeMessages(0); //给自己发送消息 Message m = mOwnLooperThreadHandler.obtainMessage(3, 1, 1, obj); mOwnLooperThreadHandler.sendMessage(m); Looper.loop(); }}//ReceiveMessageThread has his own message queue by execute Looper.prepare();class ReceiveMessageThread extends Thread{ public void run() { Looper.prepare(); mOtherThreadHandler = new Handler(){ public void handleMessage(Message msg) { Log.e(sTag, (String)msg.obj); } }; Looper.loop(); }}

 

5. java.util.concurrent对象分析，对于过去从事Java开发的程序员不会对Concurrent对象感到陌生吧，他是JDK 1.5以后新增的重要特性作为掌上设备，我们不提倡使用该类，考虑到Android为我们已经设计好的Task机制，我们这里Android开发网对其不做过多的赘述，相关原因参考下面的介绍:

  6. 在Android中还提供了一种有别于线程的处理方式，就是Task以及AsyncTask，从开源代码中可以看到是针对Concurrent的封装，开发人员可以方便的处理这些异步任务，具体的Android123在以前的文章中有详细解释，可以使用站内搜索来了解更多。

1. public void onClick( View v ) {  
2.      new DownloadImageTask().execute( "http://example.com/image.png" );  
3. }  
4.   
5. private class DownloadImageTask extends AsyncTask {  
6.      protected Bitmap doInBackground( String... urls ) {  
7.           return loadImageFormNetwork( urls[0] );  
8.      }  
9.   
10.      protected void onPostExecute( Bitmap result ) {  
11.          mImageView.setImageBitmap( result );  
12.      }  
13. } 
    

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OnCreate

 

{HandlerThread thread = new HandlerThread("ServiceStartArguments");
        thread.start();
       
        mServiceLooper = thread.getLooper();
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }

    @Override
    public void onStart(Intent intent, int startId) {
        Log.i("ServiceStartArguments",
                "Starting #" + startId + ": " + intent.getExtras());
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent.getExtras();
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
        Log.i("ServiceStartArguments", "Sending: " + msg);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        mServiceLooper.quit();

        // Cancel the persistent notification.
        mNM.cancel(R.string.service_arguments_started);

        // Tell the user we stopped.
        Toast.makeText(ServiceStartArguments.this, R.string.service_arguments_stopped,
                Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }


Thread thr = new Thread(null, mTask, "AlarmService_Service");
        thr.start();
        Runnable mTask = new Runnable() {
        public void run() {
            // Normally we would do some work here...  for our sample, we will
            // just sleep for 30 seconds.
            long endTime = System.currentTimeMillis() + 15*1000;
            while (System.currentTimeMillis() < endTime) {
                synchronized (mBinder) {
                    try {
                        mBinder.wait(endTime - System.currentTimeMillis());
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }
            }

            // Done with our work...  stop the service!
            AlarmService_Service.this.stopSelf();
        }
    };

 

J2ME

mThread = new Thread(Runnable_obj);
            mThread.start();