线程及消息传递机制

程序员文章站 2022-05-11 21:59:58

...

一：创建线程

1.通过Thread类的构造方法创建。

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
	@Override
	public void run() {
		// do something;
	}
});

2.通过实现Runnable接口创建。

public class PageActivity11 extends Activity implements Runnable{			
@Override			
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
				Thread thread = new Thread(MainActivity.this);
		thread.start();
	}
			@Override
			public void run() {
		// do something;
	}
}

3.使用AsyncTask

public class GetAddresshAsync extends AsyncTask<Void, Integer, Void> {
	@Override
	protected Void doInBackground(Void... params) {
	// do something;
	}
	@Override
	protected void onPostExecute(Void result) {
	// 完成后调用，可操作UI
	}
}

注意：

A：主线程负责管理与UI相关的事件，用户自己创建的子线程不能对UI组件进行操作。

B：t.interrupt()不会中断正在执行的线程，只是将线程的标志位设置成true。但是如果线程在调用sleep()，join()，wait()方法时线程被中断，则这些方法会抛出InterruptedException，在catch块中捕获到这个异常时，线程的中断标志位已经被设置成false了，因此在此catch块中调用t.isInterrupted(),Thread.interrupted()始终都为false, 而t.isInterrupted与Thread.interrupted()的区别是API中已经说明很明显了，Thread.interrupted()假如当前的中断标志为true，则调完后会将中断标志位设置成false。中止线程可以在run()方法中设置标志，如果使用了sleep()，join()，wait()方法，catch块中要使用break跳出run()方法。

二：消息传递机制（Message、MessageQueue、Looper、Handler）

1.Message：消息对象，顾名思义就是记录消息信息的类。这个类有几个比较重要的字段：

arg1和arg2：我们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在Service中，我们可以用来存放Service的ID。

obj：该字段是Object类型，我们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。

what：这个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们在处理Button事件时，通过switch(v.getId())判断是点击了哪个按钮。

在使用Message时，我们可以通过new Message()创建一个Message实例，但是Android更推荐我们通过Message.obtain()或者Handler.obtainMessage()获取Message对象。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的Message实例，则根据给定的参数new一个新Message对象。通过分析源码可得知，Android系统默认情况下在消息池中实例化10个Message对象。

2.MessageQueue：消息队列，用来存放Message对象的数据结构，按照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将Message对象以链表的方式串联起来的。MessageQueue对象不需要我们自己创建，而是有Looper对象对其进行管理，一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue。我们可以通过Looper.myQueue()获取当前线程中的MessageQueue。

3.Looper： MessageQueue的管理者，在一个线程中，如果存在Looper对象，则必定存在MessageQueue对象，并且只存在一个Looper对象和一个MessageQueue对象。倘若我们的线程中存在Looper对象，则我们可以通过Looper.myLooper()获取，此外我们还可以通过Looper.getMainLooper()获取当前应用系统中主线程的Looper对象。在这个地方有一点需要注意，假如Looper对象位于应用程序主线程中，则Looper.myLooper()和Looper.getMainLooper()获取的是同一个对象。同一线程下的Handler共享一个Looper对象。

4.Handler：消息的处理者。通过Handler对象我们可以封装Message对象，然后通过sendMessage(msg)把Message对象添加到其所在的MessageQueue中；当MessageQueue循环到该Message时，就会调用该Message对象对应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。由于是在handleMessage()方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自Handler，然后在handleMessage()处理我们需要的操作。一个线程中可以有多个Handler，如果在非线程中创建Handler，需要在该线程中创建Looper（Looper.prepare();），并建立一个消息循环（Looper.myLooper().loop();）。也可以在创建Handler的时候以参数方式传入主线程的Looper（new Handler(Looper.getMainLooper()){…}），该handleMessage方法将在主线程中执行。

需要注意的是，当Activity finish()的时候，需要调用Handler.removeCallbacksAndMessages(null)清空消息队列，否则如果有delay消息未处理，Activity不会调用onDestory()。但如果线程还有消息继续发送，将会继续执行handleMessage处理消息。所以当有异步线程消息需要处理，而且在handleMessage里判断NullPointException或者使用try..catch块。

关于Handler Leak：在Android中，Handler类应该是静态的，否则，可能发生泄漏。在应用程序线程的MessageQueue中排队的Message对象还保留他们的目标Handler。如果Handler是一个内部类（注：无论是匿名还是非匿名，匿名是比较常见用法），它的外部类将被保留（至于为什么，请参考Java嵌套类相关说明）。为了避免泄漏外部类，声明一个Handler子类为静态内部类（注：这样就避免了Handler对象对外部类实例的自动引用），其内部持有一个对外部类对象的WeakReference。上面是HandlerLeak的详细解释。

A：排队中的Message对象对Handler的持有导致泄漏：调用Handler.removeCallbacksAndMessages(null)清空消息队列。

B：Handler对象对外部类（如Activity或Service）实例的强引用持有：Handler的实现类采用静态内部类的方式，避免对外部类的强引用，在其内部声明一个WeakReference引用到外部类的实例。

static class MyHandler extends Handler {
	// WeakReference to the outer class's instance.
	private WeakReference<HandlerActivity> mOuter;

	public MyHandler(HandlerActivity activity) {
		mOuter = new WeakReference<HandlerActivity>(activity);
	}
	@Override
	public void handleMessage(Message msg) {
		HandlerActivity outer = mOuter.get();
		if (outer != null) {
			// 可使用mOuter.classfunction来访问成员变量及方法。
			Log.i("Handler", "handleMessage");
		}
	}
}

private final MyHander mHandler = new MyHandler();

三：线程消息模式

1.Handler+Thread+Message模式

这种模式使用了线程，所以可以看到异步加载的效果。

public class TestActivity extends Activity {
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		loadImage2("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);
		loadImage2("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);
		loadImage2("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);
		loadImage2("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id. imageView4);
		loadImage2("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id. imageView5);
	}

	final Handler handler2 = new Handler() {
		@Override
		public void handleMessage(Message msg) {
			((ImageView) TestActivity.this.findViewById(msg.arg1)).setImageDrawable((Drawable) msg.obj);
		}
	};

	// 采用handler+Thread模式实现多线程异步加载
	private void loadImage2(final String url, final int id) {
		Thread thread = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				Drawable drawable = null;
				try {
					drawable = Drawable.createFromStream(new URL(url).openStream(), "image.png");
				} catch (IOException e) {
					Log.d("test", e.getMessage());
				}

				// 模拟网络延时
				SystemClock.sleep(2000);
				Message message = handler2.obtainMessage();
				message.arg1 = id;
				message.obj = drawable;
				handler2.sendMessage(message);
			}
		};
		thread.start();
		thread = null;
	}
}

这时候我们可以看到实现了异步加载，界面打开时，五个ImageView都是没有图的，然后在各自线程下载完后才把图自动更新上去。

2.Handler+ExecutorService(线程池)+MessageQueue模式

能开线程的个数毕竟是有限的，我们总不能开很多线程，对于手机更是如此。

这个例子是使用线程池。Android拥有与Java相同的ExecutorService实现，我们就来用它。

线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。

线程池的信息可以参看这篇文章：Java&Android的线程池－ExecutorService 下面的演示例子是创建一个可重用固定线程数的线程池。

public class TestActivity extends Activity {
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		loadImage3("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);
		loadImage3("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif",
				R.id.imageView2);
		loadImage3("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif",
					R.id.imageView3);
		loadImage3("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif",
					R.id.imageView4);
		loadImage3("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id. imageView5);
	}

	private Handler handler = new Handler();

	private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

	// 引入线程池来管理多线程
	private void loadImage3(final String url, final int id) {
		executorService.submit(new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					final Drawable drawable = Drawable.createFromStream(new URL(url).openStream(), "image.png");
					// 模拟网络延时
					SystemClock.sleep(2000);
					handler.post(new Runnable() {
						public void run() {
							((ImageView) TestActivity.this.findViewById(id))
										.setImageDrawable(drawable);
						}
					});
				} catch (Exception e) {
					throw new RuntimeException(e);
				}
			}
		});
	}
}

使用了 handler.post(new Runnable() { 更新前段显示当然是在UI主线程，我们还有 executorService.submit(new Runnable() { 来确保下载是在线程池的线程中。

3.Handler+ExecutorService(线程池)+MessageQueue+缓存模式

下面比起前一个做了几个改造:

A：把整个代码封装在一个类中

B：为了避免出现同时多次下载同一幅图的问题,使用了本地缓存

public class AsyncImageLoader3 {
	// 为了加快速度，在内存中开启缓存（主要应用于重复图片较多时，或者同一个图片要多次被访问，比如在ListView时来回滚动）
	public Map<String, SoftReference<Drawable>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Drawable>>();
	private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定五个线程来执行任务
	private final Handler handler = new Handler();
	/**
	 * 
	* @param imageUrl
	 *           图像url地址
	 * @param callback
	 *           回调接口 <a
	 *           href="\"http://www.eoeandroid.com/home.php?mod=space&uid=7300\""
	 *           target="\"_blank\"">@return</a> 返回内存中缓存的图像，第一次加载返回null
	 */
	public Drawable loadDrawable(final String imageUrl, final ImageCallback callback) {
		// 如果缓存过就从缓存中取出数据
		if (imageCache.containsKey(imageUrl)) {
			SoftReference<Drawable> softReference = imageCache.get(imageUrl);
			if (softReference.get() != null) {
				return softReference.get();
			}
		}
		// 缓存中没有图像，则从网络上取出数据，并将取出的数据缓存到内存中
		executorService.submit(new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					final Drawable drawable = loadImageFromUrl(imageUrl);
					imageCache.put(imageUrl, new SoftReference<Drawable>(drawable));
					handler.post(new Runnable() {
						public void run() {
							callback.imageLoaded(drawable);
						}
					});
				} catch (Exception e) {
					throw new RuntimeException(e);
				}
			}
		});
		return null;
	}

	// 从网络上取数据方法
	protected Drawable loadImageFromUrl(String imageUrl) {
		try {
			// 测试时，模拟网络延时，实际时这行代码不能有
			SystemClock.sleep(2000);
			return Drawable.createFromStream(new URL(imageUrl).openStream(),
					"image.png");
		} catch (Exception e) {
			throw new RuntimeException(e);
		}
	}
	// 对外界开放的回调接口
	public interface ImageCallback {
		// 注意 此方法是用来设置目标对象的图像资源
		public void imageLoaded(Drawable imageDrawable);
	}
}

说明：

final参数是指当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。参看：Java关键字final、static使用总结

这里使用SoftReference 是为了解决内存不足的错误（OutOfMemoryError）的，更详细的可以参看：内存优化的两个类:SoftReference 和 WeakReference

前段调用:

public class TestActivity extends Activity {
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		loadImage4("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);
		loadImage4("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);
		loadImage4("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);
		loadImage4("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id.imageView4);
		loadImage4("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id. imageView5);
	}
	private AsyncImageLoader3 asyncImageLoader3 = new AsyncImageLoader3();
	// 引入线程池，并引入内存缓存功能,并对外部调用封装了接口，简化调用过程
	private void loadImage4(final String url, final int id) {
		// 如果缓存过就会从缓存中取出图像，ImageCallback接口中方法也不会被执行
		Drawable cacheImage = asyncImageLoader3.loadDrawable(url,
				new AsyncImageLoader3.ImageCallback() {
					// 请参见实现：如果第一次加载url时下面方法会执行
					public void imageLoaded(Drawable imageDrawable) {
						((ImageView) findViewById(id)).setImageDrawable(imageDrawable);
					}
				});
		if (cacheImage != null) {
			((ImageView) findViewById(id)).setImageDrawable(cacheImage);
		}
	}
}

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