Android中的几种多线程实现

Posted 2020-08-20 陈都

有以下几种方式：

1)Activity.runOnUiThread(Runnable)

2)View.post(Runnable) ;View.postDelay(Runnable , long)

3)Handler

4)AsyncTask

android是单线程模型，这意味着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，所以你单纯的new一个Thread并且start()是不行的，因为这违背了Android的单线程模型。那么如何用好多线程呢？总结一下：

事件处理的原则：所有可能耗时的操作都放到其他线程去处理。

　　Android中的Main线程的事件处理不能太耗时，否则后续的事件无法在5秒内得到响应，就会弹出ANR对话框。那么哪些方法会在 Main线程执行呢？

　　1） Activity的生命周期方法，例如：onCreate（）、onStart（）、onResume（）等

　　2） 事件处理方法，例如onClick（）、onItemClick()等

　　通常Android基类中以on开头的方法是在Main线程被回调的。

　　提高应用的响应性，可以从这两方面入手。

　　一般来说，Activity的onCreate（）、onStart（）、onResume（）方法的执行时间决定了你的应用首页打开的时间， 这里要尽量把不必要的操作放到其他线程去处理，如果仍然很耗时，可以使用SplashScreen。使用SplashScreen最好用动态的，这样用户 知道你的应用没有死掉。

　当用户与你的应用交互时，事件处理方法的执行快慢决定了应用的响应性是否良好，一般分为同步和异步两种情况：

　　1） 同步，需要等待返回结果。例如用户点击了注册按钮，需要等待服务端返回结果，那么需要有一个进度条来提示用户你的程序正在运行没有死掉。一般与服务端交互的都要有进度条，例如系统自带的浏览器，URL跳转时会有进度条。

　　2） 异步，不需要等待返回结果。例如微博中的收藏功能，点击完收藏按钮后是否成功执行完成后告诉我就行了，我不想等它，这里最好实现为异步的。

　　无论同步异步，事件处理都可能比较耗时，那么需要放到其他线程中处理，等处理完成后，再通知界面刷新。

　　这里有一点要注意，不是所有的界面刷新行为都需要放到Main线程处理，例如TextView的setText（）方法需要在Main线程中， 否则会抛出CalledFromWrongThreadException，而ProgressBar的setProgress（）方法则不需要在 Main线程中处理。

　　当然你也可以把所有UI组件相关行为都放到Main线程中处理，没有问题。可以减轻你的思考负担，但你最好了解他们之间的差别，掌握事物之间细 微差别的是专家。把事件处理代码放到其他线程中处理，如果处理的结果需要刷新界面，那么需要线程间通讯的方法来实现在其他线程中发消息给Main线程处 理。

如何实现线程间通讯

　　在Android中有多种方法可以实现其他线程与Main线程通讯，我们这里介绍常见的两种。

　　1） 使用AsyncTask

　　AsyncTask是Android框架提供的异步处理的辅助类，它可以实现耗时操作在其他线程执行，而处理结果在Main线程执行，对于开发 者而言，它屏蔽掉了多线程和后面要讲的Handler的概念。你不了解怎么处理线程间通讯也没有关系，AsyncTask体贴的帮你做好了。使用他你会发 现你的代码很容易被理解，因为他们都有一些具有特定职责的方法，尤其是AsyncTask，有预处理的方法onPreExecute，有后台执行任务的方 法doInBackground，有更新进度的方法publishProgress，有返回结果的方法onPostExecute等等，这就不像post 这些方法，把所有的操作都写在一个Runnable里。不过封装越好越高级的API，对初级程序员反而越不利，就是你不了解它的原理。当你需要面对更加复 杂的情况，而高级API无法完成得很好时，你就杯具了。所以，我们也要掌握功能更强大，更自由的与Main线程通讯的方法：Handler的使用。

　　2） 使用Handler

　　这里需要了解Android SDK提供的几个线程间通讯的类。

　　2.1 Handler

　　Handler在android里负责发送和处理消息，通过它可以实现其他线程与Main线程之间的消息通讯。

　　2.2 Looper

　　Looper负责管理线程的消息队列和消息循环

　　2.3 Message

　　Message是线程间通讯的消息载体。两个码头之间运输货物，Message充当集装箱的功能，里面可以存放任何你想要传递的消息。

　　2.4 MessageQueue

　　MessageQueue是消息队列，先进先出，它的作用是保存有待线程处理的消息。

　　它们四者之间的关系是，在其他线程中调用Handler.sendMsg（）方法（参数是Message对象），将需要Main线程处理的事件 添加到Main线程的MessageQueue中，Main线程通过MainLooper从消息队列中取出Handler发过来的这个消息时，会回调 Handler的handlerMessage（）方法。

　　除了以上两种常用方法之外，还有几种比较简单的方法

　　3） Activity.runOnUiThread（Runnable）

　　4） View.post（Runnable）

　　View.postDelayed（Runnable， long）

　　5） Handler.post

　　Handler.postDelayed（Runnable， long）

利用线程池提高性能

　　这里我们建议使用线程池来管理临时的Thread对象，从而达到提高应用程序性能的目的。

　　线程池是资源池在线程应用中的一个实例。了解线程池之前我们首先要了解一下资源池的概念。在JAVA中，创建和销毁对象是比较消耗资源的。我们 如果在应用中需要频繁创建销毁某个类型的对象实例，这样会产生很多临时对象，当失去引用的临时对象较多时，虚拟机会进行垃圾回收（GC），CPU在进行 GC时会导致应用程序的运行得不到相应，从而导致应用的响应性降低。

　　资源池就是用来解决这个问题，当你需要使用对象时，从资源池来获取，资源池负责维护对象的生命周期。

　　了解了资源池，就很好理解线程池了，线程池就是存放对象类型都是线程的资源池。

　　我增加了如何在其他线程中创建Handler的例子作为选学，前面都掌握好了的同学可以看一下，如果你需要实现一个跟Main线程类似的消息处理机制，需要其他线程可以跟你的线程通讯，可以通过这种方法实现。

1、问题提出

1）为何需要多线程？

2）多线程如何实现？

3）多线程机制的核心是啥？

4）到底有多少种实现方式？

2、问题分析

1）究其为啥需要多线程的本质就是异步处理，直观一点说就是不要让用户感觉到“很卡”。

eg:你点击按钮下载一首歌，接着该按钮一直处于按下状态，那么用户体验就很差。

2）多线程实现方式implements Runnable 或 extends Thread

3）多线程核心机制是Handler

4）提供如下几种实现方式

Handler

————————————说明1

创建一个Handler时一定要关联一个Looper实例，默认构造方法Handler()，它是关联当前Thread的Looper。

eg:

我们在UI Thread中创建一个Handler,那么此时就关联了UI Thread的Looper！

这一点从源码中可以看出！

精简代码如下：

public Handler() {

mLooper = Looper.myLooper();

//当前线程的Looper，在Activity创建时，UI线程已经创建了Looper对象

//在Handler中机制中Looper是最为核心的，它一直处于循环读MessageQueue，有

//要处理的Message就将Message发送给当前的Handler实例来处理

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if (mLooper == null) { throw new RuntimeException( "Can’t create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); }

//从以上可以看出，一个Handler实例必须关联一个Looper对象，否则出错

1	mQueue = mLooper.mQueue;

//Handler的MessageQueue，它是FIFO的吗？不是！我感觉应该是按时间先后排列

//的！Message与MessageQueue到底是啥关系？感兴趣可以研究一下源码！

1 2	mCallback = null; }

在创建一个Handler的时候也可以指定Looper，此时的Looper对象，可以是当前线程的也可以是其它线程的！

Handler只是处理它所关联的Looper中的MessageQueue中的Message，至于它哪个线程的Looper，Handler并不是很关心！

eg:

我们在UI线程中创建了Handler实例，此时传进Worker线程的Looper，此时依然可以进行业务操作！

eg:

--------------------创建工作者线程

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private static final class Worker implements Runnable { private static final Object mLock = newObject() ; private Looper mLooper ; public Worker(String name) { final Thread thread = newThread(null,this,name) ; thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ; thread.start() ;synchronized(mLock) { while(mLooper == null) { try { mLock.wait() ; } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } @Override public void run() {synchronized(mLock) { //该方法只能执行一次,一个Thread只能关联一个Looper Looper.prepare() ;mLooper = Looper.myLooper() ; mLock.notifyAll() ; } Looper.loop() ; } public Looper getLooper(){ return mLooper ; } public void quit() { mLooper.quit() ; } }

我们可以在UI线程中创建一个Handler同时传入Worker的Looper

eg:

----------------定义自己的Handler

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private final class MyHandler extends Handler { private long id ; public MyHandler(Looper looper) {super(looper) ; } @Override public void handleMessage(Message msg) { switch(msg.what) { case 100 :mTv.setText("" + id) ; break ; } } } ---------在Activity中创建Handler this.mWorker = newWorker("workerThread") ; this.mMyHandler = new MyHandler(this.mWorker.getLooper()) ; ---------创建Message final Message msg = this.mMyHandler.obtainMessage(100); msg.put("test" , "test") ;msg.sendToTarget() ;

需要注意的是，每一个Message都必须要有自己的Target即Handler实例！

源码如下：

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public final Message obtainMessage(int what) { return Message.obtain(this, what); } public staticMessage obtain(Handler h, int what) { Message m = obtain(); m.target = h;//可以看出message关联了当前的Handler m.what = what; return m; }

以上只是作了一点原理性的说明！

1 2	我们平时使用Handler主要是用来处理多线程的异步交互问题！ 由于Android规定只有UI线程才能更新用户界面和接受用户的按钮及触摸事件！

那么就必须保证UI线程不可以被阻塞，从而耗时操作必须要开启一个新的线程来处理！

那么问题就来了，等耗时操作结束以后，如何把最新的数据反馈给用户呢？而我们目前工作Worker线程中，从而不可以进行UI更新。

那么怎么办呢？必须要把最新的数据传给UI线程能处理的地方！现在就派到Handler出场了！可Handler到底干了啥呢？简要说明如下：

Activity所在的UI线程在创建的时候，就关联了Looper和MessageQueue，那么我们又在UI线程里创建了自己的Handler，那么Handler是属于UI线程的，从而它是可以和UI线程交互的！
UI线程的Looper一直在进行Loop操作MessageQueue读取符合要求的Message给属于它的target即Handler来处理！所 以啊，我们只要在Worker线程中将最新的数据放到Handler所关联的Looper的MessageQueue中，然而Looper一直在loop 操作，一旦有符合要求的Message，就第一时间将Message交给该Message的target即Handler来处理！所以啊，我们在创建 Message的时候就应该指定它的target即Handler！
但我们也可以，new Message() -- > mHandler.sendMessage(msg) ;这是特例！

如果我们通过obtainMessage()方法获取Message对象，此时Handler就会自动设置Message的target。可以看源码！

简单一点说就是：

UI线程或Worker线程提供MessageQueue，Handler向其中填Message，Looper从其中读Message，然后交由 Message自己的target即Handler来处理！！最终被从属于UI线程的Handler的handlMessag(Message msg)方法被调用！！

这就是Android多线程异步处理最为核心的地方！！

有点罗嗦啊！！

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在UI线程中创建Handler[一般继承HandleMessage(Message msg)]

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Looper可以属于UI线程或Worker线程

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从属于Looper的MessgeQueue，Looper一直在loop()操作,在loop()中执行msg.target.dispatchMessage(msg);调用Handler的handleMessage(Message msg)
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在 Worker线程中获取Message，然后通过Handler传入MessageQueue

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-----------------在创建一个Looper时，就创建了从属于该Looper的MessageQueue

private Looper() {

mQueue = new MessageQueue();

mRun = true;

mThread = Thread.currentThread();

}

----2-----View

post(Runnable action)

postDelay(Runnable action , long miliseconds)

-----3-----Activity

runOnUiThread(Runnable action)

该方法实现很简单：

public final void runOnUiThread(Runnable action) {

if (Thread.currentThread() != mUiThread) {

//如果当前线程不是UI线程

mHandler.post(action);

} else {

action.run();

}

}

其中：

mUiThread = Thread.currentThread() ;

mHandler = new Handler()

-----4-----AsyncTask

Params,Progress,Result都是数据类型，

Params要处理的数据的类型

Progress处理进度的类型

Result处理后返回的结果

它是一个异步处理的简单方法！

方法的执行顺序：

1）

onPreExecute() --在UI线程中执行，作一些初始化操作

2）

doInBackground(Params... params) --在Worker线程中执行，进行耗时的后台处理，在该方法中可以调用publishProgress(Progress progress) 进行进度处理

3）

onProgressUpdate(Progress progress) --在UI线程中执行，进行进度实时处理

4）onPostExecute(Result result) --在UI线程中执行， 在doInBackground(Params ... params)返回后调用

5）

onCancelled() --在UI线程中执行，在AsyncTask实例调用cancle(true)方法后执行，作一些清理操作

几点注意：

AsyncTask必须在UI线程中创建，

asyncTask.execute(Params... params) ;在UI线程中执行，且只能执行一次

要想再次调用execute(Params... params)，必须重新创建AsyncTask对象

后3种方法本质上都是利用Handler来实现的！