Android开发笔记（四十八）Thread类实现多线程

Thread概述

Thread类是真正的线程，查看源码可见Thread也实现了Runnable接口，但它内部有创建新的工作线程，所以Thread对象运行在与主线程不一样的分线程上。


因为Thread对象运行在另外的线程，所以它与Runnable实例有如下主要区别：
1、Thread对象可进行网络通信，而非Thread方式的Runnable实例不可进行网络通信。因为Android要求UI线程不能访问网络，所以运行在UI线程上的Runnable也就不能访问网络。
2、因为Android要求只有UI线程才能操作页面视图，所以运行在UI线程上的Runnable可直接访问视图或控件，而Thread对象不可直接访问视图或控件。Thread对象若想访问，只能发送消息通知Handler对象去操作UI。

售票员线程

为加深对Thread类工作机制的了解，博主认真实践了网上广为流传的售票员线程例子，下面是Thread的三种调用方式：
1、同一Thread实例多次start，重复调用会抛出异常。因为start是同步方法，不允许同一时刻多次运行；
2、创建多个Thread实例分别start，三个线程每个各卖100张，总共卖了300张票；
3、只创建一个Runnable实例，使用该实例启动三个线程一起卖票，总共卖了100张票；

线程类的代码如下：

public class TicketThread extends Thread {private int ticketCount = 100;@Overridepublic void run() {for (; ticketCount>0; ticketCount--) {String desc = String.format("%d %d 当前余票为%d张",System.currentTimeMillis(), getId(), ticketCount);System.out.println(desc);}}}

多线程调用的三种方式代码如下：

public class ThreadTest {public static void main(String[] arg) {//方式一，同一Thread实例多次start，重复调用会抛出异常。因为start是同步方法，不允许同一时刻多次运行//TicketThread seller = new TicketThread();//seller.start();//seller.start();//seller.start();//方式二，创建多个Thread实例分别start，三个线程每个各卖100张，总共卖了300张票//new TicketThread().start();//new TicketThread().start();//new TicketThread().start();//方式三，只创建一个Runnable实例，使用该实例启动三个线程一起卖票，总共卖了100张票Runnable mSeller = new Runnable() {private int ticketCount = 100;@Overridepublic void run() {for (; ticketCount > 0; ticketCount--) {String desc = String.format("%d 当前余票为%d张", System.currentTimeMillis(), ticketCount);System.out.println(desc);}}};new Thread(mSeller).start();new Thread(mSeller).start();new Thread(mSeller).start();}}

其中方式三由于使用的是Runnable实例，故而无法打印线程号，无法确定是多线程交替卖票。但可通过下列手段进行观察：
1、从方式三的日志看出，当前余票数目不是连续递减的，间接证明存在多线程的情况；
2、在日志中打印时间戳，可发现方式三的耗时要小于方式一（大约是二分之一不到）。方式一已经明确是单线程，那么方式三加快速度的原因也只能是多线程工作了。

Handler

Handler用于UI线程与分线程之间的通信，分线程利用Handler实例向UI线程发送消息，UI线程收到消息后在Handler对象中进行处理。下面是Handler的常用方法：

1、在UI线程中运行，只能重写的方法，不能直接调用：
handleMessage : 存放消息处理的具体逻辑
dispatchMessage : 一般不用重写。用来分发消息，如果消息中有设置Runnable对象，则消息交给Runnable对象处理；如果消息中未设置Runnable对象，则消息交给主线程处理。一般Thread线程不设置Runnable对象，下面是Android中dispatchMessage方法的源码：

    public void dispatchMessage(Message msg) {        if (msg.callback != null) {            handleCallback(msg);        } else {            if (mCallback != null) {                if (mCallback.handleMessage(msg)) {                    return;                }            }            handleMessage(msg);        }    }

上面对dispatchMessage的说明很容易让人犯糊涂，我们再看一下postDelayed方法的源码，在上节《Android开发笔记（四十七）Runnable接口实现多线程》中我们知道，Handler的postDelayed方法可用于启动Runnable对象：

    public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis) {        return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);    }        private static Message getPostMessage(Runnable r) {        Message m = Message.obtain();        m.callback = r;        return m;    }

从以上源码可以看出，postDelayed方法中把要启动的Runnable对象给设置到Message回调变量中，这样主线程处理消息时调用的是该Runnable对象，而不是自身的handleMessage方法，所以启动Runnable不需要重写handleMessage方法，而Thread启动就要重写handleMessage方法。


2、在分线程中直接调用的方法：
obtainMessage : 获取当前消息的对象
post、postDelayed、postAtTime : 详细说明见《Android开发笔记（四十七）Runnable接口实现多线程》
sendMessage : 向主线程发送消息
sendMessageDelayed : 延迟一段时间向主线程发送消息
sendMessageAtTime : 在指定时间向主线程发送消息
sendEmptyMessage : 向主线程发送空消息
sendEmptyMessageDelayed : 延迟一段时间向主线程发送空消息
sendEmptyMessageAtTime : 在指定时间向主线程发送空消息
removeMessages : 从消息队列中根据消息标识移除指定消息
hasMessages : 判断消息队列中是否存在指定消息标识的消息


总结一下Handler的消息流转流程：
1、Thread方式下运行：主线程创建Handler实例->启动分线程->分线程调用Handler实例的send系列方法->主线程分发消息dispatchMessage（消息中的Runnable对象为空）->主线程处理消息handleMessage。
2、Runnable方式下运行：主线程创建Handler实例->主线程调用Handler实例的post系列方法（内部其实是send方法，也就是说，主线程自己调用send方法）->主线程分发消息dispatchMessage（消息中的Runnable对象不为空）->Runnable对象启动运行。

Looper与Message

Looper类主要是对消息队列MessageQueue进行管理，一般情况下不用关心。有用到的话，就是在构造Handler时传入指定的Looper对象。


Message类是Handler机制中存放消息的包裹，其作用类似于组件通信Intent机制中的Bundle类。Message类的主要参数说明如下：
what : 整型的消息标识，在Handler的removeMessages和hasMessages方法中作为消息判断的唯一标识
arg1 : 整型数，可存放消息的处理结果
arg2 : 整型数，可存放消息的处理代码
obj : Object类型，可存放消息传递的数据结构
replyTo : Messenger类型，回应信使，在跨进程通信中使用，线程间通信用不着


获取一个Message有两种方式：
1、调用Handler的obtainMessage方法，示例代码如下：

Handler mHandler = new Handler();Message msg = mHandler.obtainMessage();

2、调用Message的obtain方法，示例代码如下：

Handler mHandler = new Handler();Message msg = Message.obtain(mHandler);

Thread+Handler的示例代码如下：

import android.annotation.SuppressLint;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Message;import android.view.View;import android.view.View.OnClickListener;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;@SuppressLint("DefaultLocale")public class ThreadActivity extends Activity implements OnClickListener {private TextView tv_thread;private long mBeginTime;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_thread);Button btn_single = (Button) findViewById(R.id.btn_single);Button btn_multi = (Button) findViewById(R.id.btn_multi);btn_single.setOnClickListener(this);btn_multi.setOnClickListener(this);tv_thread = (TextView) findViewById(R.id.tv_thread);}@Overridepublic void onClick(View v) {if (v.getId() == R.id.btn_single) {mBeginTime = System.currentTimeMillis();new TicketThread().start();} else if (v.getId() == R.id.btn_multi) {mBeginTime = System.currentTimeMillis();new Thread(mSeller).start();new Thread(mSeller).start();new Thread(mSeller).start();}}private Handler mHandler = new Handler() {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {super.handleMessage(msg);long cost = System.currentTimeMillis() - mBeginTime;String desc = String.format("消息标识%d：%s耗时%d毫秒", msg.what, (String)(msg.obj), cost);tv_thread.setText(desc);}};private Runnable mSeller = new Runnable() {private int ticketCount = 10000;@Overridepublic void run() {for (; ticketCount > 0; ticketCount--) {String desc = String.format("%d 当前余票为%d张", System.currentTimeMillis(), ticketCount);System.out.println(desc);}if (ticketCount <= 0) {Message msg = Message.obtain(mHandler);msg.obj = "多个窗口卖票";mHandler.sendMessage(msg);}}};private class TicketThread extends Thread {private int ticketCount = 10000;@Overridepublic void run() {for (; ticketCount>0; ticketCount--) {String desc = String.format("%d %d 当前余票为%d张",System.currentTimeMillis(), getId(), ticketCount);System.out.println(desc);}if (ticketCount <= 0) {Message msg = mHandler.obtainMessage();msg.obj = "单个窗口卖票";mHandler.sendMessage(msg);}}}}

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