Android中UI線程與后台線程交互設計的5種方法


 

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我想關於這個話題已經有很多前輩討論過了。今天算是一次學習總結吧。

在android的設計思想中,為了確保用戶順滑的操作體驗。一些耗時的任務不能夠在UI線程中運行,像訪問網絡就屬於這類任務。因此我們必須要重新開啟一個后台線程運行這些任務。然而,往往這些任務最終又會直接或者間接的需要訪問和控制UI控件。例如訪問網絡獲取數據,然后需要將這些數據處理顯示出來。就出現了上面所說的情況。原本這是在正常不過的現象了,但是android規定除了UI線程外,其他線程都不可以對那些UI控件訪問和操控。為了解決這個問題,於是就引出了我們今天的話題。Android中后台線程如何與UI線程交互。

據我所知android提供了以下幾種方法,用於實現后台線程與UI線程的交互。

1、handler

2、Activity.runOnUIThread(Runnable)

3、View.Post(Runnable)

4、View.PostDelayed(Runnabe,long)

5、AsyncTask

方法一:handler

handler是android中專門用來在線程之間傳遞信息類的工具。

要講明handler的用法非常簡單,但是我在這里會少許深入的講一下handler的運行機制。

為了能夠讓handler在線程間傳遞消息,我們還需要用到幾個類。他們是looper,messageQueue,message。

這里說的looper可不是前段時間的好萊塢大片環形使者,他的主要功能是為特定單一線程運行一個消息環。一個線程對應一個looper。同樣一個looper對應一個線程。這就是所謂的特定單一。一般情況下,在一個線程創建時他本身是不會生產他特定單一的looper的(主線程是個特例)。因此我們需要手動的把一個looper與線程相關聯。其方法只需在需要關聯的looper的線程中調用Looper.prepare。之后我們再調用Looper.loop啟動looper。

說了這么多looper的事情,到底這個looper有什么用哪。其實之前我們已經說到了,他是為線程運行一個消息環。具體的說,在我們將特定單一looper與線程關聯的時候,looper會同時生產一個messageQueue。他是一個消息隊列,looper會不停的從messageQuee中取出消息,也就是message。然后線程就會根據message中的內容進行相應的操作。

那么messageQueue中的message是從哪里來的哪?那就要提到handler了。在我們創建handler的時候,我們需要與特定的looper綁定。這樣通過handler我們就可以把message傳遞給特定的looper,繼而傳遞給特定的線程。在這里,looper和handler並非一一對應的。一個looper可以對應多個handler,而一個handler只能對應一個looper(突然想起了一夫多妻制,呵呵)。這里補充一下,handler和looper的綁定,是在構建handler的時候實現的,具體查詢handler的構造函數。

在我們創建handler並與相應looper綁定之后,我們就可以傳遞message了。我們只需要調用handler的sendMessage函數,將message作為參數傳遞給相應線程。之后這個message就會被塞進looper的messageQueue。然后再被looper取出來交給線程處理。

這里要補充說一下message,雖然我們可以自己創建一個新的message,但是更加推薦的是調用handler的obtainMessage方法來獲取一個message。這個方法的作用是從系統的消息池中取出一個message,這樣就可以避免message創建和銷毀帶來的資源浪費了(這也就是算得上重復利用的綠色之舉了吧)。

突然發現有一點很重要的地方沒有講到,那就是線程從looper收到message之后他是如何做出響應的嘞。其實原來線程所需要做出何種響應需要我們在我們自定義的handler類中的handleMessage重構方法中編寫。之后才是之前說的創建handler並綁定looper。

好吧說的可能喲點亂,總結一下利用handler傳遞信息的方法。

假設A線程要傳遞信息給B線程,我們需要做的就是

1、在B線程中調用Looper.prepare和Looper.loop。(主線程不需要)

2、 編寫Handler類,重寫其中的handleMessage方法。

3、創建Handler類的實例,並綁定looper

4、調用handler的sentMessage方法發送消息。

到這里,我們想handler的運行機制我應該是闡述的差不多了吧,最后再附上一段代碼,供大家參考。

 1 public class MyHandlerActivity extends Activity {
 2      TextView textView;
 3      MyHandler myHandler;
 4  
 5      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 6          super.onCreate(savedInstanceState);
 7          setContentView(R.layout.handlertest);
 8  
 9          //實現創建handler並與looper綁定。這里沒有涉及looper與
            //線程的關聯是因為主線程在創建之初就已有looper
10          myHandler=MyHandler(MyHandlerActivitythis.getMainLooper());
11          textView = (textView) findViewById(R.id.textView);
12         
13          MyThread m = new MyThread();
14          new Thread(m).start();
15      }
16  
17  
18      class MyHandler extends Handler {
19          public MyHandler() {
20          }
21  
22          public MyHandler(Looper L) {
23              super(L);
24          }
25  
26          // 必須重寫這個方法,用於處理message
27          @Override
28          public void handleMessage(Message msg) {
29              // 這里用於更新UI
30              Bundle b = msg.getData();
31              String color = b.getString("color");
32              MyHandlerActivity.this.textView.setText(color);
33          }
34      }
35  
36      class MyThread implements Runnable {
37          public void run() {
38              //從消息池中取出一個message
39              Message msg = myHandler.obtainMessage();
40              //Bundle是message中的數據
41              Bundle b = new Bundle();
42              b.putString("color", "我的");
43              msg.setData(b);
44              //傳遞數據
45              myHandler.sendMessage(msg); // 向Handler發送消息,更新UI
46          }
47      }

方法二:Activity.runOnUIThread(Runnable)

 這個方法相當簡單,我們要做的只是以下幾步

1、編寫后台線程,這回你可以直接調用UI控件

2、創建后台線程的實例

3、調用UI線程對應的Activity的runOnUIThread方法,將后台線程實例作為參數傳入其中。

注意:無需調用后台線程的start方法

方法三:View.Post(Runnable)

 該方法和方法二基本相同,只是在后台線程中能操控的UI控件被限制了,只能是指定的UI控件View。方法如下

1、編寫后台線程,這回你可以直接調用UI控件,但是該UI控件只能是View

2、創建后台線程的實例

3、調用UI控件View的post方法,將后台線程實例作為參數傳入其中。

方法四:View.PostDelayed(Runnabe,long)

該方法是方法三的補充,long參數用於制定多少時間后運行后台進程 

方法五:AsyncTask

AsyncTask是一個專門用來處理后台進程與UI線程的工具。通過AsyncTask,我們可以非常方便的進行后台線程和UI線程之間的交流。

那么AsyncTask是如何工作的哪。

AsyncTask擁有3個重要參數

1、Params 

2、Progress

3、Result

Params是后台線程所需的參數。在后台線程進行作業的時候,他需要外界為其提供必要的參數,就好像是一個用於下載圖片的后台進程,他需要的參數就是圖片的下載地址。

Progress是后台線程處理作業的進度。依舊上面的例子說,就是下載圖片這個任務完成了多少,是20%還是60%。這個數字是由Progress提供。

Result是后台線程運行的結果,也就是需要提交給UI線程的信息。按照上面的例子來說,就是下載完成的圖片。

AsyncTask還擁有4個重要的回調方法。

1、onPreExecute

2、doInBackground

3、onProgressUpdate

4、onPostExecute

onPreExecute運行在UI線程,主要目的是為后台線程的運行做准備。當他運行完成后,他會調用doInBackground方法。

doInBackground運行在后台線程,他用來負責運行任務。他擁有參數Params,並且返回Result。在后台線程的運行當中,為了能夠更新作業完成的進度,需要在doInbackground方法中調用PublishProgress方法。該方法擁有參數Progress。通過該方法可以更新Progress的數據。然后當調用完PublishProgress方法,他會調用onProgressUpdate方法用於更新進度。

onProgressUpdate運行在UI線程,主要目的是用來更新UI線程中顯示進度的UI控件。他擁有Progress參數。在doInBackground中調用PublishProgress之后,就會自動調onProgressUpdate方法

onPostExecute運行在UI線程,當doInBackground方法運行完后,他會調用onPostExecute方法,並傳入Result。在onPostExecute方法中,就可以將Result更新到UI控件上。

明白了上面的3個參數和4個方法,你要做的就是

1、編寫一個繼承AsyncTask的類,並聲明3個參數的類型,編寫4個回調方法的內容。

2、然后在UI線程中創建該類(必須在UI線程中創建)。

3、最后調用AsyncTask的execute方法,傳入Parmas參數(同樣必須在UI線程中調用)。

這樣就大功告成了。

另外值得注意的2點就是,千萬不要直接調用那四個回調方法。還有就是一個AsyncTask實例只能執行一次,否則就出錯哦。

以上是AsyncTask的基本用法,更加詳細的內容請參考android官方文檔。最后附上一段代碼,供大家參考。

 1 private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> 
 2 //在這里聲明了Params、Progress、Result參數的類型
 3 {
 4     //因為這里不需要使用onPreExecute回調方法,所以就沒有加入該方法
 5     
 6     //后台線程的目的是更具URL下載數據
 7      protected Long doInBackground(URL... urls) {
 8          int count = urls.length;//urls是數組,不止一個下載鏈接
 9          long totalSize = 0;//下載的數據
10          for (int i = 0; i < count; i++) {
11              //Download是用於下載的一個類,和AsyncTask無關,大家可以忽略他的實現
12              totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
13              publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));//更新下載的進度
14              // Escape early if cancel() is called
15              if (isCancelled()) break;
16          }
17          return totalSize;
18      }
19 
20      //更新下載進度
21      protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
22          setProgressPercent(progress[0]);
23      }
24 
25      //將下載的數據更新到UI線程
26      protected void onPostExecute(Long result) {
27          showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
28      }
29  }
30  

 有了上面的這個類,接下你要做的就是在UI線程中創建實例,並調用execute方法,傳入URl參數就可以了。

這上面的5種方法各有優點。但是究其根本,其實后面四種方法都是基於handler方法的包裝。在一般的情形下后面四種似乎更值得推薦。但是當情形比較復雜,還是推薦使用handler。

 


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