有关Android线程的学习

       希望和我一样正在学习android的新手可以通过这篇文章熟悉android线程的交互，以及使用方法，以便将来更好的在自己的程序中运用，也希望大家保持学习android的积极性，一起努力、交流、成长，因为文章比较长，大家可以分几次阅读。这篇文章包含了好几个例子，我之所把它们写在一起，是觉得它们有一定联系。这篇文章转自安卓巴士，原文地址：http://www.apkbus.com/forum.php? ... &extra=page%3D2。

    我又做了一些修改，我没有贴源码，因为我认为看起来不舒服，有时候根本就看不懂，不如挂上源码，让大家自己下载，去运行，去思考，去修改，去理解，这样更好。所以，在文章最后，我把示例DEMO都挂了上来，希望大家一定要自己下载，去反复运行，反复思考，千万不要以为看懂了文章就真的懂了，其实还是不懂的，看了源码后，才会有较深的认识和理解。

1. Android进程
    在了解Android线程之前得先了解一下Android的进程。当一个程序第一次启动的时候，Android会启动一个LINUX进程和一个主线程。默认的情况下，所有该程序的组件都将在该进程和线程中运行。同时，Android会为每个应用程序分配一个单独的LINUX用户。Android会尽量保留一个正在运行进程，只在内存资源出现不足时，Android 会尝试停止一些进程从而释放足够的资源给其他新的进程使用，也能保证用户正在访问的当前进程有足够的资源去及时地响应用户的事件。Android会根据进程中运行的组件类别以及组件的状态来判断该进程的重要性，Android会首先停止那些不重要的进程。按照重要性从高到低一共有五个级别：

前台进程
  前台进程是用户当前正在使用的进程。只有一些前台进程可以在任何时候都存在。他们是最后一个被结束的，当内存低到根本连他们都不能运行的时候。一般来说，在这种情况下，设备会进行内存调度，中止一些前台进程来保持对用户交互的响应。

可见进程
  可见进程不包含前台的组件，但是会在屏幕上显示一个可见的进程，是的，重要程度很高，除非前台进程需要获取它的资源，不然不会被中止。

    服务进程
  运行着一个通过startService() 方法启动的service，这个service不属于上面提到的2种更高重要性的。service所在的进程虽然对用户不是直接可见的，但是他们执行了用户非常关注的任务（比如播放mp3，从网络下载数据）。只要前台进程和可见进程有足够的内存，系统不会回收他们。

    后台进程
  运行着一个对用户不可见的activity（调用过 onStop() 方法).这些进程对用户体验没有直接的影响，可以在服务进程、可见进程、前台进程需要内存的时候回收。通常，系统中会有很多不可见进程在运行，他们被保存在LRU (least recently used) 列表中，以便内存不足的时候被第一时间回收。如果一个activity正确的执行了它的生命周期，关闭这个进程对于用户体验没有太大的影响。

    空进程
  未运行任何程序组件。运行这些进程的唯一原因是作为一个缓存，缩短下次程序需要重新使用的启动时间。系统经常中止这些进程，这样可以调节程序缓存和系统缓存的平衡。

    Android 对进程的重要性评级的时候，选取它最高的级别。另外，当被另外的一个进程依赖的时候，某个进程的级别可能会增高。一个为其他进程服务的进程永远不会比被服务的进程重要级低。因为服务进程比后台activity进程重要级高，因此一个要进行耗时工作的activity最好启动一个service来做这个工作，而不是开启一个子进程，特别是这个操作需要的时间比activity存在的时间还要长的时候。例如，在后台播放音乐，向网上上传摄像头拍到的图片，使用service可以使进程最少获取到“服务进程”级别的重要级，而不用考虑activity目前是什么状态。broadcast receivers做费时的工作的时候，也应该启用一个服务而不是开一个线程。

2. 单线程模型
    当一个程序第一次启动时，Android会同时启动一个对应的主线程（Main Thread），主线程主要负责处理与UI相关的事件，如用户的按键事件，用户接触屏幕的事件以及屏幕绘图事件，并把相关的事件分发到对应的组件进行处理。所以主线程通常又被叫做UI线程。在开发Android应用时必须遵守单线程模型的原则： 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。

    单线程模型会在没有考虑到它的影响的情况下引起Android应用程序性能低下，因为所有的任务都在同一个线程中执行，如果执行一些耗时的操作，如访问网络或查询数据库，会阻塞整个用户界面。当在执行一些耗时的操作的时候，不能及时地分发事件，包括用户界面重绘事件。从用户的角度来看，应用程序看上去像挂掉了。更糟糕的是，如果阻塞应用程序的时间过长（5秒钟）Android会向用户提示一些信息，即打开一个“应用程序没有相应（application not responding）”ANR 的对话框。
其实单线程模型就是默认情况下android把所有操作都放在主线程也就是UI Thread线程中来执行 如果你想说上边那段不是说它会阻塞用户界面嘛 ，那我可以另起一个线程来执行一些操作，没错你的想法非常good ，很给力。那么接下来，你就会尝试另起一个线程来执行一些操作。OK，结果就有两种可能 一：你在另外开启的那个线程中执行了一些后台的操作，比如开启一个服务啊。神马的。那么恭喜你你成功了。 二：第二种可能结果就是，你会收到一个华丽的异常。这个例子很简单。
下面我们就通过一个小例子来说明这个华丽的异常时怎么回事？ 因为本篇文章的例子比较多，所以我为了大家好找，给例子起了名称， 这个例子的名称是：异常测试，对应的压缩包是：xh_Android_Test.rar。大家要先下载源码去运行、思考，然后再继续阅读。
接下来我们以看图片的方式看看这是怎样的一个异常。请大家点击图片查看大图。
   

android.view.ViewRoot$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views. 就是这样一个异常，这个异常告诉我们不可以再子线程中更新UI元素，比如我们上边那个例子设置了一个TextView的值。所有与UI相关的操作都不可以在子线程中执行，都必须在UI线程中执行。 这个异常大家以后可能会经常遇到多加注意就是了。
3.线程交互
我们继续，下面我们说说线程交互方面的东西。就比如我们想做点这些事情，上边不是说了不能在子线程中更新UI，那比如我想在子线程中定义一个字符串，然后通过发消息的方式，Message 把这个字符串发送给主线程也就是UI线程，让UI线程来设置这个TextView的值为我们刚刚在子线程中定义的字符串。 或者我想在子线程中开启音乐服务，或者把它停止该怎么做呢？要知道怎么做先让我们了解一下这几个对象吧！它们分别是MessageQueue、Handler、Looper。下面对它们进行详细说明。
3.1 子线程更新UI
    Android的UI是单线程(Single-threaded)的。为了避免拖住GUI，一些较费时的对象应该交给独立的线程去执行。如果幕后的线程来执行UI对象，Android就会发出错误讯息 CalledFromWrongThreadException。以后遇到这样的异常抛出时就要知道怎么回事了！
3.2 Message Queue
      在单线程模型下，为了解决类似的问题，Android设计了一个Message Queue(消息队列)， 线程间可以通过该Message Queue并结合Handler和Looper组件进行信息交换。下面将对它们进行分别介绍：
    1. Message
     Message消息，理解为线程间交流的信息，处理数据后台线程需要更新UI，则发送Message内含一些数据给UI线程。
    2. Handler
Handler处理者，是Message的主要处理者，负责Message的发送，Message内容的执行处理。后台线程就是通过传进来的Handler对象引用来sendMessage(Message)。而使用Handler，需要implement 该类的 handleMessage(Message)方法，它是处理这些Message的操作内容，例如Update UI。通常需要子类化Handler来实现handleMessage方法。
通过Handler你可以发布或者处理一个消息或者是一个Runnable的实例。每个Handler都会与唯一的一个线程以及该线程的消息队列关联。当你创建一个新的Handler时候，默认情况下，它将关联到创建它的这个线程和该线程的消息队列。也就是说，如果你通过Handler发布消息的话，消息将只会发送到与它关联的这个消息队列，当然也只能处理该消息队列中的消息。这里大家就得理解一下了，也就是说我们一个Handler对应一个线程以及附属于该线程的消息队列。就比如我们现在有一个Handler对象，这个Handler在UI线程中创建叫xh_Handler 那么我们根据上边的说明，应该可以告诉我这个xh_Handler是和那个线程关联的？  如果我用这个Handler发消息的话它将发给哪个线程的消息队列？ 如果你知道了，我想一般情况下你肯定是知道的。说明你很懂。我们继续，这时我们用这个Handler对象发送消息，Handler对象也可以发送消息哦，它有发送消息的方法。
Handler的主要的方法有：
1) public final boolean sendMessage(Message msg)
把消息放入该Handler所关联的消息队列，放置在消息队列尾部。
这里请允许我多说一句就是，我们把消息放进去的一端，消息不会阻塞但是处理消息的一端就有可能会阻塞。

   

2) public void handleMessage(Message msg)
    关联该消息队列的线程将通过调用Handler的handleMessage方法来接收和处理消息，通常需要子类化Handler来 实现handleMessage。
3. Message Queue
  Message Queue是一个消息队列，用来存放通过Handler发布的消息。消息队列通常附属于某一个创建它的线程，可以通过Looper.myQueue()得到当前线程的消息队列。如果没有消息队列对象则会抛出空指针异常 。Android在 第一次启动程序时会默认会为UI thread创建一个关联的消息队列，用来管理程序的一些上层组件，activities、broadcast、receivers 等等。你可以在自己的子线程中创建Handler与UI thread通讯。也就是说我们程序一启动我们的UI线程也就是主线程就会有一个消息队列，而如果我们自己另外开启的一个子线程就不会有MessageQueue(消息队列)对象。这一点大家务必知道。
     Message Queue消息队列，用来存放通过Handler发布的消息，按照先进先出执行。
每个message queue都会有一个对应的Handler。Handler会向message queue通过两种方法发送消息：sendMessage或post。这两种消息都会插在message queue队尾并按先进先出执行。但通过这两种方法发送的消息执行的方式略有不同：通过sendMessage发送的是一个message对象，会被 Handler的handleMessage()函数处理；而通过post方法发送的是一个runnable对象，则会自己执行。
4. Looper
Looper扮演着一个Handle和消息队列之间通讯桥梁的角色。程序组件首先通过Handler把消息传递给Looper，Looper把消息放入队列。Looper也把消息队列里的消息广播给所有的Handler，Handler接受到消息后调用handleMessage进行处理。
1) 可以通过Looper类的静态方法Looper.myLooper得到当前线程的Looper实例，如果当前线程未关联一个Looper实例，该方法将返回空（null），它不会抛空指针异常。
2) 可以通过静态方法Looper. getMainLooper方法得到主线程的Looper实 例，这里需要注意一下，主线程默认是有一个Looper对象的。但是我们自己定义的子线程没有的。那么我们怎么在子线程中得到Looper对象呢？如果一个线程中调用Looper.prepare()，那么系统就会自动的为该线程建立一个消息队列，然后调用 Looper.loop();之后就进入了消息循环，这个之后就可以发消息、取消息、和处理消息。这个如何发送消息和如何处理消息可以在其他的线程中通过 Handle来做，但前提是我们的Hanle知道这个子线程的Looper，但是你如果不是在子线程运行 Looper.myLooper()，一般是得不到子线程的looper的。
    Looper是每条线程里的Message Queue的管家。Android没有Global的Message Queue，而Android会自动替主线程(UI线程)建立Message Queue，但在子线程里并没有建立Message Queue。所以调用Looper.getMainLooper()得到的主线程的Looper不为NULL，但调用Looper.myLooper() 得到当前线程的Looper就有可能为NULL。
    对于子线程使用Looper，API Doc提供了正确的使用方法：
1.        class LooperThread extends Thread {  
2.            public Handler mHandler;  
3.          
4.            public void run() {  
5.                Looper.prepare(); //创建本线程的Looper并创建一个MessageQueue
6.                mHandler = new Handler() {  
7.                    public void handleMessage(Message msg) {  
8.                        // process incoming messages here  
9.                    }  
10.                };  
11.                Looper.loop(); //开始运行Looper,监听Message Queue  
12.            }  
13.        }  
    这个Message机制的大概流程：
    1. 在Looper.loop()方法运行开始后，循环地按照接收顺序取出Message Queue里面的非NULL的Message。
    2. 一开始Message Queue里面的Message都是NULL的。当Handler.sendMessage(Message)到Message Queue，该函数里面设置了那个Message对象的target属性是当前的Handler对象。随后Looper取出了那个Message，则调用该Message的target指向的Hander的dispatchMessage函数对Message进行处理。
    在dispatchMessage方法里，如何处理Message则由用户指定，三个判断，优先级从高到低：
    1) Message里面的Callback，一个实现了Runnable接口的对象，其中run函数做处理工作；
    2) Handler里面的mCallback指向的一个实现了Callback接口的对象，由其handleMessage进行处理；
    3) 处理消息Handler对象对应的类继承并实现了其中handleMessage函数，通过这个实现的handleMessage函数处理消息。
    由此可见，我们实现的handleMessage方法是优先级最低的！
    3. Handler处理完该Message (update UI) 后，Looper则设置该Message为NULL，以便回收！

示例名称：线程交互（AsyncTask.rar）
这个例子主要向大家说明线程之间是如何进行交互的。请大家静下心来好好看看。如果你也是android新手的话。先说一下我们具体要实现什么功能，一共有三个按钮，第一个按钮用来设置一个 TextView上显示的值。当我们第一次点击它的时候它就会把值显示在TextView当我们在一点一下，就会把这个值清空，什么也不显示了。这个按钮的背景图片我做了点处理。就是默认情况下这个按钮一张图片，按下按钮又会换成另外一张图片，松开按钮又会换一张图片。这是怎么做到的说完这个例子会给大家解释。至于线程之间是怎么传递消息的，大家就看代码吧。另外2个按钮时用来开启和关闭音乐服务的，注意当我们点击开始按钮的时候， 就会开始播放音乐，并且把歌曲的名称显示在一个TextView上。当我们点击关闭按钮的时候就会停止音乐的播放，好了废话不多说了大家看代码吧。AsyncTask.rar，例子的运行效果大家就下载源码自行测试吧，看完源码后再继续往下看，这里的源码大家要使用MainActivity.java这个主类，去manifest中改下配置。
下面说说我们上边的那个按钮怎么设置那种图片变换的效果。其实很简单的，因为我们都知道按钮有三种状态分别是: 当我们的应用程序启动的时候，有一种状态默认状态。 还有就是当我们按下按钮的时候一种状态， 最后一种状态就是 当我们松开这个按钮的时候也是一种状态。所有一共有三种状态。 我们要实现这种效果无非就是：当不同状态的时候去引用不同的图片资源，来实现这种效果。
这里我找个一个文档来说明这种配置文件的一些属性以及用法。E文的，小的英文灰常之差劲啊。看着太太给力了，基本不懂。
http://idunnolol.com/android/drawables.html#selector
至于到底该怎么配置和设置大家看例子就是了，这里就不过多解释了。

累了吗？可以去喝喝茶。回来我们继续。下面我们来看看人人皆知的AsyncTasks类Async就是异步的意思，然后Task是任务的意思。翻译过来就是 异步任务了。首先我要告诉你它是用来捣鼓线程的。 这是你必须要一定要产生一个疑问就是：这个类的处理方式和我们上边写的那种用Hadler Looper MessageQueue 处理的方式有什么不同？？？ 好了这个类我们是必须会。必须会用。必须地。
其实平常一般都是使用AsyncTask的，而并非Thread和Handler去更新UI， 这里说下它们到底有什么区别，我们平时应该使用哪种解决方案。从Android 1.5开始系统将AsyncTask引入到android.os包中，过去在很早1.1和1.0 SDK时其实官方将其命名为UserTask，其内部是JDK 1.5开始新增的concurrent库，做过J2EE的网友可能明白并发库效率和强大性，比Java原始的Thread更灵活和强大，但对于轻量级的使用更为占用系统资源。Thread是Java早期为实现多线程而设计的，比较简单不支持concurrent中很多特性在同步和线程池类中需要自己去实现很多的东西，对于分布式应用来说更需要自己写调度代码，而为了Android UI的刷新Google引入了Handler和Looper机制，它们均基于消息实现，有时可能消息队列阻塞或其他原因无法准确的使用。
推荐大家使用AsyncTask代替Thread+Handler的方式，不仅调用上更为简单，经过实测更可靠一些，Google在Browser中大量使用了异步任务作为处理耗时的I/O操作，比如下载文件、读写数据库等等，它们在本质上都离不开消息，但是AsyncTask相比Thread加Handler更为可靠，更易于维护，但AsyncTask缺点也是有的比如一旦线程开启即dobackground方法执行后无法给线程发送消息，仅能通过预先设置好的标记来控制逻辑，当然可以通过线程的挂起等待标志位的改变来通讯，对于某些应用Thread和Handler以及Looper可能更灵活。
那么先让我们看看要使用AsyncTask 类首先要做哪些工作？
1)子类化AsyncTask
2)实现AsyncTask中定义的下面一个或几个方法
onPreExecute() 开始执行前的准备工作；
doInBackground(Params...) 开始执行后台处理，可以调用publishProgress方法来更新实时的任务进度；
onProgressUpdate(Progress...)  在publishProgress方法被调用后，UI thread将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况，例如通过一个进度条进行展示。
onPostExecute(Result) 执行完成后的操作，传送结果给UI 线程。
这4个方法都不能手动调用。而且除了doInBackground(Params...)方法，其余3个方法都是被UI线程所调用的，所以要求：
1) AsyncTask的实例必须在UI thread中创建；
2) AsyncTask.execute方法必须在UI thread中调用；
同时要注意：该task只能被执行一次，否则多次调用时将会出现异常。而且是不能手动停止的，这一点要注意，看是否符合你的需求！
在使用过程中，发现AsyncTask的构造函数的参数设置需要看明白：AsyncTask<;Params, Progress, Result> 。Params对应doInBackground(Params...)的参数类型。而new AsyncTask().execute(Params... params)，就是传进来的Params数据，你可以execute(data)来传送一个数据，或者execute(data1, data2, data3)这样多个数据。
    Progress对应onProgressUpdate(Progress...)的参数类型；
    Result对应onPostExecute(Result)的参数类型。
   当以上的参数类型都不需要指明某个时，则使用Void，注意不是void。
说到这里就得多说几句 你看AsyncTask 你就会发现这个类是个泛型类 这个类是这样定义的。
Java代码
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> { }
在把execute方法的源码 贴上来供大家参考。
Java代码
1.        public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
2.                if (mStatus != Status.PENDING) {
3.                    switch (mStatus) {
4.                        case RUNNING:
5.                            throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
6.                                    + " the task is already running.");
7.                        case FINISHED:
8.                            throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
9.                                    + " the task has already been executed "
10.                                    + "(a task can be executed only once)");
11.                    }
12.                }
13.       
14.                mStatus = Status.RUNNING;
15.       
16.                onPreExecute();
17.       
18.                mWorker.mParams = params;
19.                sExecutor.execute(mFuture);
20.       
21.                return this;
22.            }
这个类判断哪里我也不知道它在做什么没有继续往下深入的研究，内力不足。显然这个类返回一个AsyncTask实例。 这里我要提醒大家的的是 onPreExecute()；方法，就是告知大家这个前置方法是什么时候执行的，当执行这个方法的时候，AsyncTask的工作流程就开始了。这里我没有用到这个方法就没有重写了。但是大家一定要知道有这么一个方法，它可以用来做一些准备和初始化的工作。刚才说到它的工作流程其实就是，这几个方法的执行顺序我就以图片的形式告知大家。让大家明白它们相互之间的执行顺序，这里一定一定要搞清楚。又得点击大图查看图片了。

   

好了我们来看例子，我们这个例子与上一个例子实现的效果是一样的。其实，是稍微有些不同的。有2点不同，上边那个例子，我们的第一个按钮，第一个按钮就是最上边的那个按钮，刚开始是没有显示TextView，我们点击第一个按钮就会显示TextView并且会开启一个线程来执行，当我们再点击的时候TextView没有值了，但是我们这次点击并不会另外开启一个线程，而我们这个例子会。第一个例子(线程交互)就是显示TextView值的时候就会开启一个线程。当我们把TextView的值置空的时候不会开启另外一个线程来执行。
第二点区别就是：我们这个例子点击停止按钮之后，我们的音乐名也消失。其实也是把TextView显示的值置空了。下面我们就来看看这个例子，大家可以下载源码进行测试。示例名称 ：AsyncTask.rar，例子的运行效果大家就下载源码自行测试吧，看完源码后再继续往下看，这里的源码大家要使用Activity02.java这个主类，去manifest中改下配置。
运行效果大家就得下载源码运行了，程序有里边System.out 的输出我用来查看一些操作是在那些线程中执行的。大家可以自行过滤。我配置的System.out如下图所示

   
下边也是一个AsyncTask的使用示例，示例名称：AsyncTask_eoe .rar
这个例子大家可以好好看看，每个回调方法它都用到了不错的。还有在这里建议大家去看看泛型的东西。不然，自己用AsyncTask类的时候，那几个方法的参数会有些晕。
下面这例子也是线程交互的一个例子和上边的稍有不同大家看看吧，在这个例子中子线程和主线程交互，传送数据是通过Bundle对象的方式。在这个例子中大家可以学会怎么用Bundle对象。
  示例名称：线程交互_Bundle版

在网上有很多文章讲述主线程和其他子线程如何交互，传送信息，最终谁来执行处理信息之类的，个人理解是最简单的方法——判断Handler对象里面的Looper对象是属于哪条线程的，则由该线程来执行！
1. 当Handler对象的构造函数的参数为空，则为当前所在线程的Looper；
2. Looper.getMainLooper()得到的是主线程的Looper对象，Looper.myLooper()得到的是当前线程的Looper对象。

源码的下载地址
：这个要在raw下自己放一首歌曲，要不会报null错误；