AndroidUI进阶-为什么不能在子线程更新UI

Posted 2022-06-11 嘴巴吃糖了

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了AndroidUI进阶-为什么不能在子线程更新UI相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

为什么不能在子线程更新UI

 android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
        at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:8798)
        at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1606)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:25390)

"android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views"这句异常大家都见过。如果在子线程更新UI就会报错，那么为什么不能在子线程更新UI呢，就真的不可以在子线程更新UI吗？

大家看到报错一般都会直接点到报错行，这里就直接来看一下这个ViewRootImpl的requestLayout和checkThread。

public void requestLayout() 
    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) 
        checkThread();
        mLayoutRequested = true;
        scheduleTraversals();

里面执行了这个checkThread方法，抛出了异常

void checkThread() 
    if (mThread != Thread.currentThread()) 
        throw new CalledFromWrongThreadException(
                "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");

很多人在这里就会认为这个方法检查了主线程ActivityThread，但看源码发现是判断mThread是不是当前线程，所以要去看mThread的赋值

mThread = Thread.currentThread();

可以看到mThread是构造函数被调用的时候的线程，那么这个方法是不是被主线程调用的就得看ViewRootImpl的创建过程，而该方法如果是在ActivityThread里被调用的，不当然是主线程了吗，这里留个疑问。

当分析ViewRootImpl的构造的时候看到了requestlayout，看到了这个checkThread方法，也有人会直接根据报错来看这个方法,不过看报错代码可以看到是在不断执行View的requestLayout，怎么就执行到了ViewRootImpl的requestLayout了呢?

View::requestLayout

public void requestLayout() 
    ...
    if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) 
        mParent.requestLayout();

看了View的requestLayout发现这个方法实在不断调用parent的requestLayout，那么View最终的parent就是ViewRootImpl了吗？这又是如何做到的呢。

要回答这个问题就需要先了解Activity的结构。

Activity页面的结构

当开发一个Activity的时候，首先要在onCreate里setContentView，把资源文件传入。

Activity::setContentView 注意这里分析的不是AppCompatActivity

public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) 
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    initWindowDecorActionBar();

实际上Activity去调用了getWindow()的setContentView，Activity首先持有了一个Window，而window是一个抽象类，它有一个唯一实现就是PhoneWindow，可以认为每个Activity里首先是含有一个PhoneWindow。这里还有一个DecorActionBar，这是一个ViewStub用于设置页面是否含有ActionBar。ViewStub比设置invisible性能更高。

PhoneWindow::setContentView

public void setContentView(int layoutResID) 
    if (mContentParent == null) 
        installDecor();
     else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) 
        mContentParent.removeAllViews();
    
    ...
    mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

判断是否含有contentParent，没有的话就去installDecor。

private void installDecor() 
    mForceDecorInstall = false;
    if (mDecor == null) 
        mDecor = generateDecor(-1);
        mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
        mDecor.setIsRootNamespace(true);
        if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) 
            mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
        
     else 
        mDecor.setWindow(this);
    
    if (mContentParent == null) 
        mContentParent = generateLayout(mDecor);

这里最终把generateLayout(mDecor)给到了contentParent,generateDecor方法new了一个DecorView。之后仍然在PhoneWindow的setContentView方法中调用了layoutInflater.inflate方法把xml资源文件进行inflate。

简单总结一下Activity内置一个PhoneWindow，PhoneWindow最外层是个DecorView，上面有个ActionBar是个ViewStub。那么再回到上面的问题，是否DecorView的parent就是ViewRootImpl，这就得看ViewRootImpl的创建过程了。

ViewRootImpl的创建过程

追溯源码直接说结论，ActivityThrad在handleResumeActivity里调用了performResumeActivity，然后执行了WindowManagerImpl的addView，WindowManagerGlobal的addView方法new了ViewRootImpl。 performResumeActivity方法内部调用了activity的performResume，然后执行了Instrumentation的callActivityOnResume，在这个方法里调用了Activity的onResume方法。在这里可以得出一个结论，activity在执行onResume的时候还没有创建好页面。 handleResumeActivity:

 r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();
            decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
            ...
            wm.addView(decor, l);

再看WMGlobal在addView之后又执行了ViewRootImpl的setView方法

root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

view.setLayoutParams(wparams);

mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);

try 
    root.setView(view, wparams, panelParentView, userId);

而ViewRootImpl的setView方法中有一个很关键的方法，requestlayout，这也是在一开始的异常报错看见的方法，然后checkThread，初始化过程thread当然是一致的，这里也回答了上面的问题mThread是不是主线程，在这里这个调用栈很明显是主线程。在requestLayout里有个很关键的方法 scheduleTraversals

void scheduleTraversals() 
    if (!mTraversalScheduled) 
        mTraversalScheduled = true;
        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
        mChoreographer.postCallback(
                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
        notifyRendererOfFramePending();
        pokeDrawLockIfNeeded();

可以看到是执行了一个异步任务去执行mTraversalRunnable这个Runnanble也就是doTraversal

void doTraversal() 
    if (mTraversalScheduled) 
        mTraversalScheduled = false;
        mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);

        if (mProfile) 
            Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
        

        performTraversals();

        if (mProfile) 
            Debug.stopMethodTracing();
            mProfile = false;

而performTraversals就是view的核心方法，测量、绘制、布局。再回到setview，下面还有一行

view.assignParent(this);

把ViewRootImpl给了这个view，这个view是setview的参数，而setview的参数是WMGlobal的addView的参数也就是ActivityThread调用的把DecorView传递过来了

r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
...
wm.addView(decor, l);

至此，ViewRootImpl就成为了DecorView的parent，这样报错的调用栈就清晰了。

页面绘制

回过头看performTraversals

boolean layoutRequested = mLayoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
if (layoutRequested) 
...
// Ask host how big it wants to be
windowSizeMayChange |= measureHierarchy(host, lp, res,
   desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);

里面有一个变量mLayoutRequested，在每次调用layoutRequest和第一次setView的时候会设置为true，这个true了就会重新布局，在measureHierarchy里调用了getRootMeasureSpec

根据rootDimension设置measureSpec，设置好了宽高以后调用performMeasure，在里面调用了DecorView的measure方法，在这里完成了控件树的第一次测量。

然后进行第二次测量，原理同wrapcontent，因为一次测量没法确定大小

回到performTraversals方法，后面调用了performLayout

 final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
        boolean triggerGlobalLayoutListener = didLayout
                || mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes;
        if (didLayout) 
            performLayout(lp, mWidth, mHeight);

在里面调用了DecorView的layout方法

 if (triggerGlobalLayoutListener) 
            mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = false;
            mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnGlobalLayout();

之后使用ViewTreeObserver的dispatchOnGlobalLayout回调控件大小信息

这里mLayoutRequested 设置为false，如果因为异常重新调用这个方法不会重新测量直接绘制

再回到PerformTraversals

 boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible;

        if (!cancelDraw) 
            if (mPendingTransitions != null && mPendingTransitions.size() > 0) 
                for (int i = 0; i < mPendingTransitions.size(); ++i) 
                    mPendingTransitions.get(i).startChangingAnimations();
                
                mPendingTransitions.clear();
            

            performDraw();

当页面不是不可见的时候，就调用performDraw进行绘制

performDraw里调用了ViewRootImpl的draw方法，在这里有硬件加速的设置，硬件加速方法是ThreadedRender的draw，软件是DecorView的draw方法

如何在子线程更新UI

现在知道了为什么不能在子线程更新UI以后，那么如果就一定要在子线程更新UI需要怎么做呢？

requestLayout

回到View的requestLayout

mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) 
    mParent.requestLayout();

里面有flag叫PFLAG_FORCE_LAYOUT，在requestlayout里面会进行判断，而layout完成后会清除该flag，如果在主线程里写了requestlayout方法，那么这个flag就会被设置为true，只要在这个view的flag为false的时候才会去调用parent的requestlayout。所以就不会调用到decorview的requestlayout，自然就不会去执行checkThread就不会报错。

手写addView

前面看到checkThread方法其实判断的是addView，Decorview初始化的时候的那个线程，一般来说是主线程，但是可以自己调用windowmanager去写addView，这个时候因为需要一个looper，所以还需要自己在子线程去启动一个looper。这样就可以子线程更新UI了。

SurfaceView

毕竟UI的异步和延迟会导致很多显示和交互的问题，如果说上面两种属于有风险的歪门邪道的话，Android官方提供的SurfaceView就不是了。在SurfaceView里有个holder，可以获取到canvas对象，自己用canvas去绘制UI就可以在子线程进行了，正因如此SurfaceView具备较高的性能，在游戏、音视频场景比较常用。

文末

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