Android线程和Handler基础入门

jopen 10年前

现在大多数的移动设备已经变得越来越快，但是它们其实也不算是非常快。如果你想让你的APP既可以承受一些繁杂的工作而又不影响用户体验的话，那么必须把任务并行执行。在Android上，我们使用线程。

端一杯咖啡，然后仔细阅读这篇文章。我会给大家介绍一下线程的概念，还有在Java中怎么使用线程，在线程中怎么使用Handler等。

如果需要使用异步处理或者并行任务的话，那么你一定会用到线程。

什么是线程？

线程或者线程执行本质上就是一串命令（也是程序代码），然后我们把它发送给操作系统执行。

Android线程和Handler基础入门

一般来说，我们的CPU在任何时候一个核只能处理一个线程。多核处理器（目前大多数Android设备已经都是多核）顾名思义，就是可以同时处理多线程（通俗地讲就是可以同时处理多件事）。

多核处理与单核多任务处理的实质

上面我说的是一般情况，并不是所有的描述都是一定正确的。因为单核也可以用多任务模拟出多线程。

每个运行在线程中的任务都可以分解成多条指令，而且这些指令不用同时执行。所以，单核设备可以首先切换到线程1去执行指令1A，然后切换到线程2去执行指令2A，接着返回到线程1再去执行1B、1C、1D，然后继续切换到线程2，执行2B、2C等等，以此类推。

这个线程之间的切换十分迅速，以至于在单核的设备中也会发生。几乎所有的线程都在相同的时间内进行任务处理。其实，这都是因为速度太快造成的假象，就像电影《黑客帝国》里的特工Brown一样，可以变幻出很多的头和手。

agent_brown_dodging_bullets

接下来我们来看一些代码。

Java核心里的线程

在Java中，如果要想做平行任务处理的话，会在Runnable里面执行你的代码。可以继承Thread类，或者实现Runnable接口：

     // Version 1      public class IAmAThread extends Thread {          public IAmAThread() {              super("IAmAThread");          }                @Override          public void run() {              // your code (sequence of instructions)          }      }      // to execute this sequence of instructions in a separate thread.      new IAmAThread().start();            // Version 2      public class IAmARunnable implements Runnable {          @Override          public void run() {              // your code (sequence of instructions)          }      }      // to execute this sequence of instructions in a separate thread.      IAmARunnable myRunnable = new IAmARunnable();      new Thread(myRunnable).start();

这两个方法基本上是一样的。第一个版本是创建一个Thread类，第二个版本是需要创建一个Runnable对象，然后也需要一个Thread类来调用它。

第二个版是通常建议使用的方法。这也是一个很大的主题了，超过了本文的范围，以后会再做讨论。

Android上的线程

无论何时启动APP，所有的组件都会运行在一个单独的线程中（默认的）——叫做主线程。这个线程主要用于处理UI的操作并为视图组件和小部件分发事件等，因此主线程也被称作UI线程。

如果你在UI线程中运行一个耗时操作，那么UI就会被锁住，直到这个耗时操作结束。对于用户体验来说，这是非常糟糕的！这也就是为什么我们要理解Android上的线程机制了。理解这些机制就可以把一些复杂的工作移动到其它的线程中去执行。如果你在UI线程中运行一个耗时的任务，那么很有可能会发生ANR（应用无响应），这样用户就会很快地结束掉你的APP。

Android和Java一样，它支持使用Java里面的Thread类来进行一步任务处理。所以可以轻松地像上面Java的例子一样来使用Android上的线程，不过那好像还是有点困难。

为什么在Android上使用标准Java的线程会困难呢？

其实平行任务处理没有想象中的那么简单，你必须在多线程中保证并发，就像伟大的Tim Bray说的那样：ordinary humans can’t do concurrency at scale (or really at all) …

特别对于Android来说，以下这些功能就略显臃肿：

  1. 异步对于UI线程来说是一个主要的PITA（如果你需要在后台线程中向主线程更新界面，那么你就会用到）。
  2. 如果屏幕方向或者屏幕配置改变的话，就会出现一些更加奇怪的现象。因为改变屏幕方向，会引起Activity重建（所以后台线程就需要去改变被销毁的Activity的状态了，而如果后台线程不是在UI线程之上的话，那情况会更加复杂，原因如条件1）。
  3. 对于线程池来说，没有默认的处理方式。
  4. 取消线程操作需要自定义代码实现。

那么在Android上怎么进行任务并发处理呢？

你可能听过一些Android上一些常见的名词：

1、Handler
这就是我们今天要讨论的详细主题。

2、AsyncTask
使用AsyncTask是在Android上操作线程最简单的方式，也是最容易出错的方式。

3、IntentService
这种方式需要写更多的代码，但是这是把耗时任务移动到后台的很好的方式，也是我最喜欢的方式。配上使用一个EventBus机制的框架如Otto，这样的话实现IntentService就非常简单了。

4、Loader
关于处理异步任务，还有很多事情需要做，比如从数据库或者内容提供者那里处理一些数据。

5、Service
如果你曾经使用过Service的话，你应该知道这里会有一点误区，其中一个常见的误解就是服务是运行在后台线程的。其实不是！看似运行在后台是因为它们不与UI组件关联，但是它们（默认）是运行在UI线程上的……所以默认运行在UI线程上，甚至在上面没有UI部件。

如果想要把服务运行在后台线程中，那么必须自定义一个线程，然后把操作代码都运行在那个线程中（与上面提到的方法很类似）。事实上你应该使用IntentService实现，但是这不是本文讨论的主题。

Android上的Handler

以下是从 Android developer documentation for Handlers:中摘选的一段话：

> A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread’s MessageQueue. Each Handler instance is associated with a single thread and that thread’s message queue. When you create a new Handler, it is bound to the thread/message queue of the thread that is creating it — from that point on, it will deliver messages and runnables to that message queue and execute them as they come out of the message queue.

为了更好地了解这个概念，也许你需要去看看什么是Message Queues。

消息队列

在线程里基本都有一个叫做“消息队列”的东西，它负责线程间通信。这是一种设计模式，所有控制指令或者内容在线程间传递。

消息队列如同它的名字那样，对于线程来说，它就是一个指令队列。这里我们还可以做一些更酷的事：

  • 定时消息和线程在某个时间点才执行。
  • 需要在另一个线程中去添加入队动作，而不是在本线程中。

注意：这里说的“消息”和Runnable对象、指令队列的概念是一样的。

回到Android上的Handler……如果你仔细阅读的话，可以看到文档是这样说的：

> A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread’s MessageQueue.

所以Handler可以让你给线程队列发消息：

> Each Handler instance is associated with a single thread and that thread’s message queue.

一个Handler对象只能和一个线程关联：

> When you create a new Handler, it is bound to the thread / message queue of the thread that is creating it

所以一个Handler到底和哪个线程关联呢？就是创造它的线程。

> — from that point on, it will deliver messages and runnables to that message queue and execute them as they come out of the message queue.、

在我们了解这些知识后，请继续看……

小贴士： 这里有几点可能你还不知道。每个线程都和一个Handler类实例绑定，而且可以和别的线程一起运行，相互通信。

还有一个小建议（如果用过AsyncTask的话），AsyncTask内部也是使用Handler进行处理的，只是不是运行在UI线程而已，它会提供一个channel来和UI线程通信，使用postExecute方法即可实现。

这还挺酷的，那怎么创建Handler呢？

有两种方式：

  1. 使用默认的构造方法：new Handler()。
  2. 使用带参的构造方法，参数是一个Runnable对象或者回调对象。

Handler里面有什么实用的API吗？

请记住：

  • Handler只是简单往消息队列中发送消息而已（或者使用post方式）
  • 它们有更方便的方法可以帮助与UI线程通信。

如果你现在看看Handler的API，可以清楚看到这几个方法：

  1. post
  2. postDelayed
  3. postAtTime

代码示例

这里的代码都是很基础的，不过你可以好好看看注释。

示例1：使用Handler的“post”方法

     public class TestActivity extends Activity {        // ...      // all standard stuff        @Override      public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {            // ...          // all standard stuff            // we're creating a new handler here          // and we're in the UI Thread (default)          // so this Handler is associated with the UI thread          Handler mHandler = new Handler();            // I want to start doing something really long          // which means I should run the fella in another thread.          // I do that by sending a message - in the form of another runnable object            // But first, I'm going to create a Runnable object or a message for this          Runnable mRunnableOnSeparateThread = new Runnable() {              @Override              public void run () {                    // do some long operation                  longOperation();                    // After mRunnableOnSeparateThread is done with it's job,                  // I need to tell the user that i'm done                  // which means I need to send a message back to the UI thread                    // who do we know that's associated with the UI thread?                  mHandler.post(new Runnable(){                      @Override                      public void run(){                          // do some UI related thing                          // like update a progress bar or TextView                          // ....                      }                  });                  }          };            // Cool but I've not executed the mRunnableOnSeparateThread yet          // I've only defined the message to be sent          // When I execute it though, I want it to be in a different thread          // that was the whole point.            new Thread(mRunnableOnSeparateThread).start();      }        }

如果根本就没有Handler对象，回调post方法会比较难办。

示例2：使用postDelayed方法

近期本站新介绍的特性中，我每次都要模拟EditText的自动完成功能，每次文字改变后都会触发一个API的调用，从服务器中检索数据。

我想减少APP调用API的次数，所以决定使用Handler的postDelayed方法来实现这个功能。

本例不针对平行处理，只是关于Handler给消息队列发送消息还有安排消息在未来的某一点执行等。

          // the below code is inside a TextWatcher      // which implements the onTextChanged method      // I've simplified it to only highlight the parts we're      // interested in            private long lastChange = 0;            @Override      public void onTextChanged(final CharSequence chars,                                int start, int before, int count) {                    // The handler is spawned from the UI thread              new Handler().postDelayed(                        // argument 1 for postDelated = message to be sent                  new Runnable() {                      @Override                      public void run() {                                if (noChangeInText_InTheLastFewSeconds()) {                              searchAndPopulateListView(chars.toString());  // logic                          }                      }                  },                        // argument 2 for postDelated = delay before execution                  300);                    lastChange = System.currentTimeMillis();      }                  private boolean noChangeInText_InTheLastFewSeconds() {          return System.currentTimeMillis() - lastChange >= 300      }

最后我就把“postAtTime”这个方法作为联系留给读者们了，掌握Handler了吗？如果是的话，那么可以尽情使用线程了。


原文链接： weddingpartyapp   翻译： 伯乐在线 - chris
译文链接： http://blog.jobbole.com/73267/