HandlerThread实现数字时钟

Posted 2020-10-05 big明

1.描述

刚看完android多线程编程，对HandlerThread比较感兴趣，趁热巩固练习，实现一个了数字时钟，希望对学习HandlerThread有所帮助。如下：

• 启动一个HandlerThread不断获取时间
• 每隔一秒钟通过Handler通知UI线程更新界面的显示
• 界面上有按钮可以暂停、继续的计时

2.代码实现

创建一个TimerDemo工程，内容很简单，主要是两个文件：布局文件activity_main.xml和Activity文件MainActivity.java。先看activity_main.xml文件，里面只有一个TextView用于显示时间，一个Button用于开始\\停止显示时间。

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <RelativeLayout
 3     xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 4     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
 5     android:layout_width="match_parent"
 6     android:layout_height="match_parent"
 7     tools:context="com.download.app.timerdemo.MainActivity">
 8 
 9 
10     <TextView
11         android:id="@+id/textView"
12         android:layout_width="wrap_content"
13         android:layout_height="wrap_content"
14         android:layout_centerHorizontal="true"
15         android:layout_marginTop="40dp"
16         android:textSize="50sp"
17         android:padding="10dp"
18         android:background="#bebebe"
19         android:text="@string/_00_00_00" />
20 
21     <Button
22         android:id="@+id/btn_play"
23         android:layout_width="80dp"
24         android:layout_height="80dp"
25         android:layout_alignParentBottom="true"
26         android:layout_centerHorizontal="true"
27         android:layout_marginBottom="100dp"
28         android:background="@drawable/icon_start_bg"/>
29 </RelativeLayout>

接着是核心部分的MainActivity.java，主要流程是初次点击按钮，向由HandlerThread创建的Handler（mHandler）中发送开始计时的消息，mHandler收到消息就获取时间并发UIHandler发送消息更新Textview,结束之后mHandler再给自己发送一个延时消息（延时1s），这样就可以每秒云更新时间。当然为了模拟时钟坏了，停止更新时间，增加一个标识（isStart），初次点击设为ture，再次点击设为false,这样反复。因此在mHandler向自身发送延时消息时判断该标识（isStart）,就可以实现暂停\\继续计时功能。更通俗的描述是点击按钮时钟修好了开始工作，再次点点击按钮，时钟坏了，停止工作。代码如下：

  1 package com.download.app.timerdemo;
  2 
  3 import android.os.Bundle;
  4 import android.os.Handler;
  5 import android.os.HandlerThread;
  6 import android.os.Message;
  7 import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
  8 import android.view.View;
  9 import android.widget.Button;
 10 import android.widget.TextView;
 11 
 12 import java.text.SimpleDateFormat;
 13 
 14 public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
 15 
 16     private TextView textView;
 17     private Button button;
 18     private boolean isStart = false;            //标识
 19     private static final  int MSG_START = 0;    //消息（what）
 20 
 21     private HandlerThread mHandlerThread ;
 22     private Handler mHandler;
 23 
 24     private Handler UIHandler = new Handler();  //线程Handler，用于更新UI
 25 
 26     @Override
 27     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 28         super.onCreate(savedInstanceState);
 29         setContentView(R.layout.activity_main);
 30         //初始化控件
 31         init();
 32         //创建后台线程
 33         createBackThread();
 34     }
 35 
 36     @Override
 37     protected void onDestroy() {
 38         super.onDestroy();
 39         //释放资源
 40         mHandlerThread.quit();
 41     }
 42 
 43     private void init() {
 44         textView = (TextView) findViewById(R.id.textView);
 45         button = (Button) findViewById(R.id.btn_play);
 46         button.setOnClickListener(this);
 47     }
 48 
 49     private void createBackThread() {
 50         //创建HandlerThread，名字为"gettime"
 51         mHandlerThread = new HandlerThread("gettime");
 52         //开启HandlerThread
 53         mHandlerThread.start();
 54         //在该Handler中创建一个Handler对象
 55         mHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()){
 56             @Override
 57             public void handleMessage(Message msg) {
 58                 super.handleMessage(msg);
　　　　　　　　　　　　//在这里可以进行耗时操作，是在线程中运行的//
 59                 if(isStart) {   //isStart是ture的时间，进行以下操作
 60                     //获取时间
 61                     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyy-MM-dd HH:mm:ss");
 62                     final String time = (sdf.format(System.currentTimeMillis())).split(" ")[1];
 63                     //向UIHandler发送消息,更新UI
 64                     UIHandler.post(new Runnable() {
 65                         @Override
 66                         public void run() {
 67                             textView.setText(time);
 68                         }
 69                     });
 70                     //向mHandler发送延时消息
 71                     mHandler.sendEmptyMessageDelayed(MSG_START,1000);
 72                 }
 73             }
 74         };
 75 
 76     }
 77 
 78     @Override
 79     public void onClick(View view) {
 80         switch (view.getId()) {
 81             case R.id.btn_play:
 82                 if (!isStart) {
 83                     //开始计时
 84                     view.setBackground(getDrawable(R.drawable.icon_pause_bg));
 85                     isStart = true;
 86                     mHandler.sendEmptyMessage(MSG_START);
 87 
 88                 } else {
 89                     //停止计时
 90                     isStart = false;
 91                     view.setBackground(getDrawable(R.drawable.icon_start_bg));
 92                 }
 93                 break;
 94             default:
 95                 break;
 96         }
 97     }
 98 
 99 
100 }

 

3.效果展示

4.总结

本例子主要使用的HandlerThread，下面对HandlerThread进行剖析。

HandlerThread本质是就是一个普通的Thread，只不过内部建立了Looper(对Handler、Message、Looper、MessageQueue不熟悉的可以去看这篇博客：从Handler.post(Runnable r)再一次梳理Android的消息机制（以及handler的内存泄露）)。我们知道Handler是用于异步更新UI，更详细的说就是子线程与UI线程之间的通信，但是如果要想子线程与子线程之间的通信怎么办呢？当然可以用Handler + Thread实现，但是要自己操作Looper，很麻烦，Google官方很贴心的帮我们封装好一个类HandlerThread，类似的还有AsyncTask。不多说，下面直接上HandlerThread源码：

首先是字段和构造函数：

int mPriority; // 线程优先级
    int mTid = -1; // 线程id
    Looper mLooper; // 与线程关联的Looper

    public HandlerThread(String name) { // 提供个名字，方便debug
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT; // 没提供，则使用默认优先级
    }
    
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority; // 使用用户提供的优先级，基于linux优先级，取值在[-20,19]之间
    }

然后再看看关键的三个方法：

 1  protected void onLooperPrepared() { // callback方法，如果你愿意可以Override放自己的逻辑；其在loop开始前执行
 2     }
 3 
 4     @Override
 5     public void run() {
 6         mTid = Process.myTid();
 7         Looper.prepare(); //当前线程创建一个消息循环，调用loop() 方法使之处理信息，直到循环结束。
 8         synchronized (this) { // 进入同步块，当mLooper变的可用的使用，调用notifyAll通知其他可能block在当前对象上的线程
 9             mLooper = Looper.myLooper();
10             notifyAll();
11         }
12         Process.setThreadPriority(mPriority); // 设置线程优先级
13         onLooperPrepared(); // 调用回调函数，这是空方法，可以自已重写逻辑
14         Looper.loop(); // 开始loop
15         mTid = -1; // reset为invalid值
16     }
17     
18     public Looper getLooper() {
19         if (!isAlive()) { // 如果线程不是在alive状态则直接返回null，有可能是你忘记调start方法了。。。
20             return null;
21         }
22         
23         // 如何这个线程已经启动了，那么将一直等待，直到mlooper被创建。
24         synchronized (this) {
25             while (isAlive() && mLooper == null) { // 进入同步块，当条件不满足时无限等待，
26                 try {                              // 直到mLooper被设置成有效值了才退出while（当然也可能是线程状态不满足）；
27                     wait();                        // run方法里的notifyAll就是用来唤醒这里的
28                 } catch (InterruptedException e) { // 忽略InterruptedException
29                 }
30             }
31         }
32         return mLooper; // 最后返回mLooper，此时可以保证是有效值了。
33     }

当你new一个HandlerThread的对象时记得调用其start()方法，然后你可以接着调用其getLooper()方法来new一个Handler对象，最后你就可以利用此Handler对象来往HandlerThread发送消息来让它为你干活了。

最后，看看两个退出方法：

    public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper(); // 注意这里是调用getLooper而不是直接使用mLooper，
        if (looper != null) {        // 因为mLooper可能还没初始化完成，而调用方法可以
            looper.quit();           // 等待初始化完成。
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }

这两个方法都是使HandlerThread不接受新的消息事件加入消息队列。但quit()是把MessageQueue消息池中所有的消息全部清空，无论是延迟消息（延迟消息是指通过sendMessageDelayed或通过postDelayed等方法发送的需要延迟执行的消息）还是非延迟消息。而quitSafely()是只会清空MessageQueue消息池中所有的延迟消息，并将消息池中所有的非延迟消息派发出去让Handler去处理，quitSafely相比于quit方法安全之处在于清空消息之前会派发所有的非延迟消息。

最后总结一下HandlerThread的特点：

• HandlerThread将loop转到子线程中处理，说白了就是将分担MainLooper的工作量，降低了主线程的压力，使主界面更流畅。
• 开启一个线程起到多个线程的作用。处理任务是串行执行，按消息发送顺序进行处理。HandlerThread本质是一个线程，在线程内部，代码是串行处理的。
• 但是由于每一个任务都将以队列的方式逐个被执行到，一旦队列中有某个任务执行时间过长，那么就会导致后续的任务都会被延迟处理。
• HandlerThread拥有自己的消息队列，它不会干扰或阻塞UI线程。
• 对于网络IO操作，HandlerThread并不适合，因为它只有一个线程，还得排队一个一个等着。

5.参考文章

• Android HandlerThread 总结使用

  
  
• Android源码分析之HandlerThread