Android中Handler的使用

Posted 2020-09-26 mthoutai

在android开发中，我们常常会遇到这样一种情况：在UI界面上进行某项操作后要运行一段非常耗时的代码，比方我们在界面上点击了一个”下载“button，那么我们须要运行网络请求，这是一个耗时操作。由于不知道什么时候才干完毕。为了保证不影响UI线程，所以我们会创建一个新的线程去运行我们的耗时的代码。

当我们的耗时操作完毕时，我们须要更新UI界面以告知用户操作完毕了。

所以我们可能会写出例如以下的代码:

package ispring.com.testhandler;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {

    private TextView statusTextView = null;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
        Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
        btnDownload.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
        downloadThread.start();
    }

    class DownloadThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            try{
                System.out.println("開始下载文件");
                //此处让线程DownloadThread休眠5秒中，模拟文件的耗时过程
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("文件下载完毕");
                //文件下载完毕后更新UI
                MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下载完毕");
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上面的代码演示了单击”下载“button后会启动一个新的线程去运行实际的下载操作。运行完毕后更新UI界面。

可是在实际运行到代码MainActivity.this.statusTextView.setText(“文件下载完毕”)时，会报错例如以下。系统崩溃退出：
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
错误的意思是仅仅有创建View的原始线程才干更新View。出现这样错误的原因是Android中的View不是线程安全的。在Android应用启动时，会自己主动创建一个线程，即程序的主线程，主线程负责UI的展示、UI事件消息的派发处理等等，因此主线程也叫做UI线程，statusTextView是在UI线程中创建的。当我们在DownloadThread线程中去更新UI线程中创建的statusTextView时自然会报上面的错误。

Android的UI控件是非线程安全的，事实上非常多平台的UI控件都是非线程安全的，比方C#的.Net Framework中的UI控件也是非线程安全的，所以不仅仅在Android平台中存在从一个新线程中去更新UI线程中创建的UI控件的问题。不同的平台提供了不同的解决方式以实现跨线程跟新UI控件，Android为了解决这样的问题引入了Handler机制。

那么Handler究竟是什么呢？Handler是Android中引入的一种让开发人员參与处理线程中消息循环的机制。每一个Hanlder都关联了一个线程，每一个线程内部都维护了一个消息队列MessageQueue，这样Handler实际上也就关联了一个消息队列。能够通过Handler将Message和Runnable对象发送到该Handler所关联线程的MessageQueue（消息队列）中。然后该消息队列一直在循环拿出一个Message，对其进行处理，处理完之后拿出下一个Message，继续进行处理。周而复始。当创建一个Handler的时候，该Handler就绑定了当前创建Hanlder的线程。从这时起，该Hanlder就能够发送Message和Runnable对象到该Handler相应的消息队列中。当从MessageQueue取出某个Message时。会让Handler对其进行处理。

Handler能够用来在多线程间进行通信，在还有一个线程中去更新UI线程中的UI控件仅仅是Handler使用中的一种典型案例。除此之外，Handler能够做非常多其它的事情。每一个Handler都绑定了一个线程。假设存在两个线程ThreadA和ThreadB。并且HandlerA绑定了 ThreadA，在ThreadB中的代码运行到某处时，出于某些原因，我们须要让ThreadA运行某些代码，此时我们就能够使用Handler。我们能够在ThreadB中向HandlerA中增加某些信息以告知ThreadA中该做某些处理了。

由此能够看出，Handler是Thread的代言人。是多线程之间通信的桥梁，通过Handler，我们能够在一个线程中控制还有一个线程去做某事。

Handler提供了两种方式解决我们在本文一開始遇到的问题（在一个新线程中更新主线程中的UI控件），一种是通过post方法，一种是调用sendMessage方法。

a. 使用post方法。代码例如以下：

package ispring.com.testhandler;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {

    private TextView statusTextView = null;

    //uiHandler在主线程中创建，所以自己主动绑定主线程
    private Handler uiHandler = new Handler();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
        Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
        btnDownload.setOnClickListener(this);
        System.out.println("Main thread id " + Thread.currentThread().getId());
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
        downloadThread.start();
    }

    class DownloadThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            try{
                System.out.println("DownloadThread id " + Thread.currentThread().getId());
                System.out.println("開始下载文件");
                //此处让线程DownloadThread休眠5秒中。模拟文件的耗时过程
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("文件下载完毕");
                //文件下载完毕后更新UI
                Runnable runnable = new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        System.out.println("Runnable thread id " + Thread.currentThread().getId());
                        MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下载完毕");
                    }
                };
                uiHandler.post(runnable);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

我们在Activity中创建了一个Handler成员变量uiHandler，Handler有个特点。在运行new Handler()的时候，默认情况下Handler会绑定当前代码运行的线程，我们在主线程中实例化了uiHandler，所以uiHandler就自己主动绑定了主线程，即UI线程。当我们在DownloadThread中运行完耗时代码后。我们将一个Runnable对象通过post方法传入到了Handler中，Handler会在合适的时候让主线程运行Runnable中的代码，这样Runnable就在主线程中运行了，从而正确更新了主线程中的UI。下面是输出结果：

通过输出结果能够看出。Runnable中的代码所运行的线程ID与DownloadThread的线程ID不同，而与主线程的线程ID同样，因此我们也由此看出在运行了Handler.post(Runnable)这句代码之后，运行Runnable代码的线程与Handler所绑定的线程是一致的，而与运行Handler.post(Runnable)这句代码的线程（DownloadThread）无关。

b. 使用sendMessage方法，代码例如以下：

package ispring.com.testhandler;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {

    private TextView statusTextView = null;

    //uiHandler在主线程中创建，所以自己主动绑定主线程
    private Handler uiHandler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what){
                case 1:
                    System.out.println("handleMessage thread id " + Thread.currentThread().getId());
                    System.out.println("msg.arg1:" + msg.arg1);
                    System.out.println("msg.arg2:" + msg.arg2);
                    MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下载完毕");
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
        Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
        btnDownload.setOnClickListener(this);
        System.out.println("Main thread id " + Thread.currentThread().getId());
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
        downloadThread.start();
    }

    class DownloadThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            try{
                System.out.println("DownloadThread id " + Thread.currentThread().getId());
                System.out.println("開始下载文件");
                //此处让线程DownloadThread休眠5秒中。模拟文件的耗时过程
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("文件下载完毕");
                //文件下载完毕后更新UI
                Message msg = new Message();
                //尽管Message的构造函数式public的，我们也能够通过下面两种方式通过循环对象获取Message
                //msg = Message.obtain(uiHandler);
                //msg = uiHandler.obtainMessage();

                //what是我们自己定义的一个Message的识别码。以便于在Handler的handleMessage方法中依据what识别
                //出不同的Message。以便我们做出不同的处理操作
                msg.what = 1;

                //我们能够通过arg1和arg2给Message传入简单的数据
                msg.arg1 = 123;
                msg.arg2 = 321;
                //我们也能够通过给obj赋值Object类型传递向Message传入随意数据
                //msg.obj = null;
                //我们还能够通过setData方法和getData方法向Message中写入和读取Bundle类型的数据
                //msg.setData(null);
                //Bundle data = msg.getData();

                //将该Message发送给相应的Handler
                uiHandler.sendMessage(msg);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

通过Message与Handler进行通信的步骤是：
1. 重写Handler的handleMessage方法，依据Message的what值进行不同的处理操作
2. 创建Message对象
尽管Message的构造函数式public的,我们还能够通过Message.obtain()或Handler.obtainMessage()来获得一个Message对象（Handler.obtainMessage()内部事实上调用了Message.obtain()）。
3. 设置Message的what值
Message.what是我们自己定义的一个Message的识别码，以便于在Handler的handleMessage方法中依据what识别出不同的Message。以便我们做出不同的处理操作。
4. 设置Message的所携带的数据。简单数据能够通过两个int类型的field arg1和arg2来赋值。并能够在handleMessage中读取。
5. 假设Message须要携带复杂的数据，那么能够设置Message的obj字段，obj是Object类型，能够赋予随意类型的数据。或者能够通过调用Message的setData方法赋值Bundle类型的数据，能够通过getData方法获取该Bundle数据。
6. 我们通过Handler.sendMessage(Message)方法将Message传入Handler中让其在handleMessage中对其进行处理。
须要说明的是，假设在handleMessage中 不须要推断Message类型，那么就无须设置Message的what值；并且让Message携带数据也不是必须的，仅仅有在须要的时候才须要让其携带数据；假设确实须要让Message携带数据，应该尽量使用arg1或arg2或两者。能用arg1和arg2解决的话就不要用obj，由于用arg1和arg2更高效。
程序的运行结果例如以下：

由上我们能够看出。运行handleMessage的线程与创建Handler的线程是同一线程，在本演示样例中都是主线程。

运行handleMessage的线程与运行uiHandler.sendMessage(msg)的线程没有关系。

本文主要是对Android中Handler的作用于怎样使用进行了初步介绍，假设大家想了解Handler的内部实现原理，能够參见下一篇博文《深入源代码解析Android中的Handler,Message,MessageQueue,Looper》。