Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类
转载请标明出处：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38476887 ，本文出自【张鸿洋的博客】
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上一篇博客介绍了Android异步消息处理机制，如果你还不了解，可以看：Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系 。那篇博客的最后，提出可以把异步消息处理机制不仅仅是在MainActivity中更新UI，可以用到别的地方，最近也一直在考虑这个问题，有幸，想出来一个实际的案例，将异步消息处理机制用到大量图片的加载的工具类中，其实也特别希望可以写一篇关于大量图片加载的文章，终于有机会了~先简单介绍一下：
1、概述
一般大量图片的加载，比如GridView实现手机的相册功能，一般会用到LruCache，线程池，任务队列等；那么异步消息处理可以用哪呢？
1、用于UI线程当Bitmap加载完成后更新ImageView
2、在图片加载类初始化时，我们会在一个子线程中维护一个Loop实例，当然子线程中也就有了MessageQueue，Looper会一直在那loop停着等待消息的到达，当有消息到达时，从任务队列按照队列调度的方式（FIFO,LIFO等），取出一个任务放入线程池中进行处理。
简易的一个流程：当需要加载一张图片，首先把加载图片加入任务队列，然后使用loop线程（子线程）中的hander发送一个消息，提示有任务到达，loop()（子线程）中会接着取出一个任务，去加载图片，当图片加载完成，会使用UI线程的handler发送一个消息去更新UI界面。
说了这么多，大家估计也觉得云里来雾里去的，下面看实际的例子。
2、图库功能的实现
该程序首先扫描手机中所有包含图片的文件夹，最终选择图片最多的文件夹，使用GridView显示其中的图片
1、布局文件
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" > <GridView android:id="@+id/id_gridView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:cacheColorHint="@android:color/transparent" android:columnWidth="90dip" android:gravity="center" android:horizontalSpacing="20dip" android:listSelector="@android:color/transparent" android:numColumns="auto_fit" android:stretchMode="columnWidth" android:verticalSpacing="20dip" > </GridView> </RelativeLayout>
布局文件相当简单就一个GridView
2、MainActivity
package com.example.zhy_handler_imageloader; import java.io.File; import java.io.FilenameFilter; import java.util.Arrays; import java.util.HashSet; import java.util.List; import android.app.Activity; import android.app.ProgressDialog; import android.content.ContentResolver; import android.database.Cursor; import android.net.Uri; import android.os.Bundle; import android.os.Environment; import android.os.Handler; import android.provider.MediaStore; import android.widget.GridView; import android.widget.ImageView; import android.widget.ListAdapter; import android.widget.Toast; public class MainActivity extends Activity { private ProgressDialog mProgressDialog; private ImageView mImageView; /** * 存储文件夹中的图片数量 */ private int mPicsSize; /** * 图片数量最多的文件夹 */ private File mImgDir; /** * 所有的图片 */ private List<String> mImgs; private GridView mGirdView; private ListAdapter mAdapter; /** * 临时的辅助类，用于防止同一个文件夹的多次扫描 */ private HashSet<String> mDirPaths = new HashSet<String>(); private Handler mHandler = new Handler() { public void handleMessage(android.os.Message msg) { mProgressDialog.dismiss(); mImgs = Arrays.asList(mImgDir.list(new FilenameFilter() { @Override public boolean accept(File dir, String filename) { if (filename.endsWith(".jpg")) return true; return false; } })); /** * 可以看到文件夹的路径和图片的路径分开保存，极大的减少了内存的消耗； */ mAdapter = new MyAdapter(getApplicationContext(), mImgs, mImgDir.getAbsolutePath()); mGirdView.setAdapter(mAdapter); }; }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mGirdView = (GridView) findViewById(R.id.id_gridView); getImages(); } /** * 利用ContentProvider扫描手机中的图片，此方法在运行在子线程中 完成图片的扫描，最终获得jpg最多的那个文件夹 */ private void getImages() { if (!Environment.getExternalStorageState().equals( Environment.MEDIA_MOUNTED)) { Toast.makeText(this, "暂无外部存储", Toast.LENGTH_SHORT).show(); return; } // 显示进度条 mProgressDialog = ProgressDialog.show(this, null, "正在加载..."); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { Uri mImageUri = MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI; ContentResolver mContentResolver = MainActivity.this .getContentResolver(); // 只查询jpeg和png的图片 Cursor mCursor = mContentResolver.query(mImageUri, null, MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=? or " + MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=?", new String[] { "image/jpeg", "image/png" }, MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED); while (mCursor.moveToNext()) { // 获取图片的路径 String path = mCursor.getString(mCursor .getColumnIndex(MediaStore.Images.Media.DATA)); // 获取该图片的父路径名 File parentFile = new File(path).getParentFile(); String dirPath = parentFile.getAbsolutePath(); //利用一个HashSet防止多次扫描同一个文件夹（不加这个判断，图片多起来还是相当恐怖的~~） if(mDirPaths.contains(dirPath)) { continue; } else { mDirPaths.add(dirPath); } int picSize = parentFile.list(new FilenameFilter() { @Override public boolean accept(File dir, String filename) { if (filename.endsWith(".jpg")) return true; return false; } }).length; if (picSize > mPicsSize) { mPicsSize = picSize; mImgDir = parentFile; } } mCursor.close(); //扫描完成，辅助的HashSet也就可以释放内存了 mDirPaths = null ; // 通知Handler扫描图片完成 mHandler.sendEmptyMessage(0x110); } }).start(); } } MainActivity也是比较简单的，使用ContentProvider辅助，找到图片最多的文件夹后，直接handler去隐藏ProgressDialog，然后初始化数据，适配器等；
但是稍微注意一下：
1、在扫描图片时，使用了一个临时的HashSet保存扫描过的文件夹，这样可以有效的避免重复扫描。比如，我手机中有个文件夹下面有3000多张图片，如果不判断则会扫描这个文件夹3000多次，处理器时间以及内存的消耗还是很可观的。
2、在适配器中，保存List<String>的时候，考虑只保存图片的名称，路径单独作为变量传入。一般情况下，图片的路径比图片名长很多，加入有3000张图片，路径长度30，图片平均长度10，则List<String>保存完成路径需要长度为：（30+10）*3000 = 120000 ; 而单独存储只需要：30+10*3000 = 30030 ； 图片越多，节省的内存越客观；
总之，尽可能的去减少内存的消耗，这些都是很容易做到的~
3、GridView的适配器
package com.example.zhy_handler_imageloader; import java.util.List; import android.content.Context; import android.view.LayoutInflater; import android.view.View; import android.view.ViewGroup; import android.widget.BaseAdapter; import android.widget.ImageView; import com.zhy.utils.ImageLoader; public class MyAdapter extends BaseAdapter { private Context mContext; private List<String> mData; private String mDirPath; private LayoutInflater mInflater; private ImageLoader mImageLoader; public MyAdapter(Context context, List<String> mData, String dirPath) { this.mContext = context; this.mData = mData; this.mDirPath = dirPath; mInflater = LayoutInflater.from(mContext); mImageLoader = ImageLoader.getInstance(); } @Override public int getCount() { return mData.size(); } @Override public Object getItem(int position) { return mData.get(position); } @Override public long getItemId(int position) { return position; } @Override public View getView(int position, View convertView, final ViewGroup parent) { ViewHolder holder = null; if (convertView == null) { holder = new ViewHolder(); convertView = mInflater.inflate(R.layout.grid_item, parent, false); holder.mImageView = (ImageView) convertView .findViewById(R.id.id_item_image); convertView.setTag(holder); } else { holder = (ViewHolder) convertView.getTag(); } holder.mImageView .setImageResource(R.drawable.friends_sends_pictures_no); //使用Imageloader去加载图片 mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position), holder.mImageView); return convertView; } private final class ViewHolder { ImageView mImageView; } } 可以看到与传统的适配器的写法基本没有什么不同之处，甚至在getView里面都没有出现常见的回调（findViewByTag~用于防止图片的错位）；仅仅多了一行代码：
mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);是不是用起来还是相当爽的，所有需要处理的细节都被封装了。
4、ImageLoader
现在才到了关键的时刻，我们封装的ImageLoader类，当然我们的异步消息处理机制也出现在其中。
首先是一个懒加载的单例
/** * 单例获得该实例对象 * * @return */ public static ImageLoader getInstance() { if (mInstance == null) { synchronized (ImageLoader.class) { if (mInstance == null) { mInstance = new ImageLoader(1, Type.LIFO); } } } return mInstance; } 没啥说的，直接调用私有的构造方法，可以看到，默认传入了1（线程池中线程的数量），和LIFO（队列的工作方式）
private ImageLoader(int threadCount, Type type) { init(threadCount, type); } private void init(int threadCount, Type type) { // loop thread mPoolThread = new Thread() { @Override public void run() { try { // 请求一个信号量 mSemaphore.acquire(); } catch (InterruptedException e) { } Looper.prepare(); mPoolThreadHander = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { mThreadPool.execute(getTask()); try { mPoolSemaphore.acquire(); } catch (InterruptedException e) { } } }; // 释放一个信号量 mSemaphore.release(); Looper.loop(); } }; mPoolThread.start(); // 获取应用程序最大可用内存 int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory(); int cacheSize = maxMemory / 8; mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) { @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap value) { return value.getRowBytes() * value.getHeight(); }; }; mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount); mPoolSemaphore = new Semaphore(threadCount); mTasks = new LinkedList<Runnable>(); mType = type == null ? Type.LIFO : type; } 然后在私有构造里面调用了我们的init方法，在这个方法的开始就创建了mPoolThread这个子线程，在这个子线程中我们执行了Looper.prepare,初始化mPoolThreadHander，Looper.loop；如果看过上篇博客，一定知道，此时在这个子线程中维护了一个消息队列，且这个子线程会进入一个无限读取消息的循环中，而mPoolThreadHander这个handler发送的消息会直接发送至此线程中的消息队列。然后看mPoolThreadHander中handleMessage的方法，直接调用了getTask方法取出一个任务，然后放入线程池去执行。如果你比较细心，可能会发现里面还有一些信号量的操作的代码，如果你不了解什么是信号量，可以参考：Java 并发专题 ： Semaphore 实现 互斥 与 连接池 。 简单说一下mSemaphore（信号数为1）的作用，由于mPoolThreadHander实在子线程初始化的，所以我在初始化前调用了mSemaphore.acquire去请求一个信号量，然后在初始化完成后释放了此信号量，我为什么这么做呢？因为在主线程可能会立即使用到mPoolThreadHander，但是mPoolThreadHander是在子线程初始化的，虽然速度很快，但是我也不能百分百的保证，主线程使用时已经初始化结束，为了避免空指针异常，所以我在主线程需要使用的时候，是这么调用的：
/** * 添加一个任务 * * @param runnable */ private synchronized void addTask(Runnable runnable) { try { // 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null if (mPoolThreadHander == null) mSemaphore.acquire(); } catch (InterruptedException e) { } mTasks.add(runnable); mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110); } 如果mPoolThreadHander没有初始化完成，则会去acquire一个信号量，其实就是去等待mPoolThreadHander初始化完成。如果对此感兴趣的，可以将关于mSemaphore的代码注释，然后在初始化mPoolThreadHander使用Thread.sleep去暂停1秒，就会发现这样的错误。
初始化结束，就会在getView中调用mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);方法了，所以我们去看loadImage方法吧
/** * 加载图片 * * @param path * @param imageView */ public void loadImage(final String path, final ImageView imageView) { // set tag imageView.setTag(path); // UI线程 if (mHandler == null) { mHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj; ImageView imageView = holder.imageView; Bitmap bm = holder.bitmap; String path = holder.path; if (imageView.getTag().toString().equals(path)) { imageView.setImageBitmap(bm); } } }; } Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path); if (bm != null) { ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder(); holder.bitmap = bm; holder.imageView = imageView; holder.path = path; Message message = Message.obtain(); message.obj = holder; mHandler.sendMessage(message); } else { addTask(new Runnable() { @Override public void run() { ImageSize imageSize = getImageViewWidth(imageView); int reqWidth = imageSize.width; int reqHeight = imageSize.height; Bitmap bm = decodeSampledBitmapFromResource(path, reqWidth, reqHeight); addBitmapToLruCache(path, bm); ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder(); holder.bitmap = getBitmapFromLruCache(path); holder.imageView = imageView; holder.path = path; Message message = Message.obtain(); message.obj = holder; // Log.e("TAG", "mHandler.sendMessage(message);"); mHandler.sendMessage(message); mPoolSemaphore.release(); } }); } } 这段代码比较长，当然也是比较核心的代码了
10-29行：首先将传入imageView设置了path，然在初始化了一个mHandler用于设置imageView的bitmap，注意此时在UI线程，也就是这个mHandler发出的消息，会在UI线程中调用。可以看到在handleMessage中，我们从消息中取出ImageView，bitmap，path；然后将path与imageView的tag进行比较，防止图片的错位，最后设置bitmap;
31行：我们首先去从LruCache中去查找是否已经缓存了此图片
32-40：如果找到了，则直接使用mHandler去发送消息，这里使用了一个ImgBeanHolder去封装了ImageView，Bitmap，Path这三个对象。然后更新执行handleMessage代码去更新UI
43-66行：如果没有存在缓存中，则创建一个Runnable对象作为任务，去执行addTask方法加入任务队列
49行：getImageViewWidth根据ImageView获取适当的图片的尺寸，用于后面的压缩图片，代码按顺序贴下下面
54行：会根据计算的需要的宽和高，对图片进行压缩。代码按顺序贴下下面
56行：将压缩后的图片放入缓存
58-64行，创建消息，使用mHandler进行发送，更新UI
/** * 根据ImageView获得适当的压缩的宽和高 * * @param imageView * @return */ private ImageSize getImageViewWidth(ImageView imageView) { ImageSize imageSize = new ImageSize(); final DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext() .getResources().getDisplayMetrics(); final LayoutParams params = imageView.getLayoutParams(); int width = params.width == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView .getWidth(); // Get actual image width if (width <= 0) width = params.width; // Get layout width parameter if (width <= 0) width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth"); // Check // maxWidth // parameter if (width <= 0) width = displayMetrics.widthPixels; int height = params.height == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView .getHeight(); // Get actual image height if (height <= 0) height = params.height; // Get layout height parameter if (height <= 0) height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight"); // Check // maxHeight // parameter if (height <= 0) height = displayMetrics.heightPixels; imageSize.width = width; imageSize.height = height; return imageSize; } /** * 根据计算的inSampleSize，得到压缩后图片 * * @param pathName * @param reqWidth * @param reqHeight * @return */ private Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(String pathName, int reqWidth, int reqHeight) { // 第一次解析将inJustDecodeBounds设置为true，来获取图片大小 final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inJustDecodeBounds = true; BitmapFactory.decodeFile(pathName, options); // 调用上面定义的方法计算inSampleSize值 options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight); // 使用获取到的inSampleSize值再次解析图片 options.inJustDecodeBounds = false; Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(pathName, options); return bitmap; }接下来看AddTask的代码： /** * 添加一个任务 * * @param runnable */ private synchronized void addTask(Runnable runnable) { try { // 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null if (mPoolThreadHander == null) mSemaphore.acquire(); } catch (InterruptedException e) { } mTasks.add(runnable); mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110); } 可以看到，简单把任务放入任务队列，然后使用mPoolThreadHander发送一个消息到后台的loop中，后台的loop会取出消息执行：mThreadPool.execute(getTask());
execute执行的就是上面分析的Runnable中的run方法了。
注意一下：上述代码中还会看到mPoolSemaphore这个信号量的身影，说下用处；因为调用addTask之后，会直接去从任务队列取出一个任务，放入线程池，由于线程池内部其实也维持着一个队列，那么”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，直接加入线程池维护的队列中；这样会造成比如用户设置了调度队列为LIFO，但是由于”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，队列中始终维持在空队列的状态，所以让用户感觉LIFO根本没有效果；所以我按照用户设置线程池工作线程的数量设置了一个信号量，这样在保证任务执行完后，才会从任务队列去取任务，使得LIFO有着很好的效果；有兴趣的可以注释了所有的mPoolSemaphore代码，测试下就明白了。
到此代码基本介绍完毕。细节还是很多的，后面会附上源码，有兴趣的研究下代码，没有兴趣的，可以运行下代码，如果感觉流畅性不错，体验不错，可以作为工具类直接使用，使用也就getView里面一行代码。
贴一下效果图，我手机最多的文件夹大概3000张图片，加载速度还是相当相当流畅的：
真机录的，有点丢帧，注意看效果图，中间我疯狂拖动滚动条，但是图片基本还是瞬间显示的。
说一下，FIFO如果设置为这个模式，在控件中不做处理的话，用户拉的比较慢效果还是不错的，但是用户手机如果有个几千张，瞬间拉到最后，最后一屏图片的显示可能需要喝杯茶了~当然了，大家可以在控件中做处理，要么，拖动的时候不去加载图片，停在来再加载。或者，当手机抬起，给了一个很大的加速度，屏幕还是很快的滑动时停止加载，停下时加载图片。
LIFO这个模式可能用户体验会好很多，不管用户拉多块，最终停下来的那一屏图片都会瞬间显示~
最后掰一掰使用异步消息处理机制作为背后的子线程的好处，其实直接用一个子线程也可以实现，但是，这个子线程run中可能需要while(true）然后每隔200毫秒甚至更短的时间去查询任务队列是否有任务，没有则Thread.sleep，然后再去查询；这样如果长时间没有去添加任务，这个线程依然会不断的去查询；
而异步消息机制，只有在发送消息时才会去执行，当然更准确；当长时间没有任务到达时，也不会去查询，会一直阻塞在这；还有一点，这个机制Android内部实现的，怎么也比我们搞个Thread稳定性、效率高吧~
来自： http://blog.csdn.net//lmj623565791/article/details/38476887