android多线程编程机制

  • 多线程的优点

    比如说发出一条网络请求时,考虑到网速等其他原因,服务器未必会立刻相应我们的请求,如果不将这类操作放在子
    线程里去运行,就会导致主线程被阻塞住,从而影响用户对软件的正常使用。
    
  • 主线程

    主要负责处理与UI相关的事件,如:用户的按键事件,用户接触屏幕的事件以及屏幕绘图事件,并把相关的事件分发
    到对应的组件进行处理。所以主线程通常又被叫做UI线程。
    
  • 子线程

    负责除UI之外较费时的操作,如从网络上 下载数据,或者访问数据库
    
  • 线程的三种基本用法

    **第一种**
     1、定义一个线程只需要新建一个类继承自Thread,然后重写父类的run()方法,并在里面编写耗时逻辑即可。
     如下所示
      class MyThread extends Thread{
          @Override
          public void run(){
          //处理具体的逻辑
      }
      2、启动这个线程时,只需要new出一个MyThread的实例,然后调用它的start()方法,样run()方法中的代码就
      会在子线程当中运行了。如下所示:
      new MyThread().start();
      或者是:
      MyThread myThread=new MyThread();
      myThread.start();
    
      **第二种**
      直接实现Runnable接口来定义一个线程
      class MyThread implements Runnable{
      @Override
      public void run(){
      //处理具体的逻辑
      }
      启动该线程的方法:
      MyThread myThread=new MyThread();
      new Thread(myThread).start();
    
      **第三种**
      匿名内部类的方式
      new Thread (new Runnable(){
      @Override
      public void run(){
      //处理具体的逻辑
      }
      }).start();
    
  • 异步消息处理机制简介

    和许多其他的GUI库一样,Android的UI也是线程不安全的,也就是说,如果想要更新应用程序里的UI元素,则必须
    在主线程中运行,否则就会出现异常,这就要提到android异步消息处理机制

    Android中的异步消息处理主要由四个部分组成,Message、Handler、MessageQueue和Looper。

    1)Message
    Message是在线程之间传递的消息,它可以在内部携带少量信息,用于在不同的线程之间交换数据。比如Message的w
    hat字段、arg1和arg2字段(携带一些整形数据)、使用obj字段携带一个Object对象。

    2)Handler
    主要用于发送和处理消息,发送消息一般是使用Handler的sendMessage()方法,而发出的消息经过一系列的处理后
    ,最终会传到Handler的handlerMessage()方法中。

    3)MessageQueue
    MessageQueue是消息队列的意思,它主要用于存放所有通过Handler发送的消息。这部分消息会一直存在于消息队列
    中,等待被处理,每个线程中只会有一个MessageQueue对象。

    4)Looper
    Looper是每个线程中的MessageQueue的管家,调用Looper的loop()方法后,就会进入到一个无线循环当中,然后每
    当发现MessageQueue中存在一条消息,就会将a它提出来,并传递到Handler的handlerMessage()方法中。每个线程
    中也只会有一个Looper对象。
  • 异步消息处理模块详解

looper

Looper的字面意思是“循环者”,它被设计用来使一个普通线程变成Looper线程。
所谓Looper线程就是循环工作的线程。在程序开发中(尤其是GUI开发中),我们经常会需要一个线程不断循环,
一旦有新任务则执行,执行完继续等待下一个任务,这就是Looper线程。使用Looper类创建Looper线程很简单:


public class LooperThread extends Thread {
      @Override
      public void run() {
    // 将当前线程初始化为Looper线程
    Looper.prepare();

    // ...其他处理,如实例化handler

    // 开始循环处理消息队列
    Looper.loop();
        }
}
通过上面两行核心代码,线程就升级为Looper线程了,来看这两行代码

1)Looper.prepare()

    通过上图可以看到,现在你的线程中有一个Looper对象,它的内部维护了一个消息队   
    列MQ。注意,一个Thread只能有一个Looper对象,
    调用loop方法后,Looper线程就开始真正工作了,它不断从自己的MQ中取出队头的消息(也叫任务)执行

    除了prepare()和loop()方法,Looper类还提供了一些有用的方法,比如

        Looper.myLooper()得到当前线程looper对象;
        getThread()得到looper对象所属线程;
        quit()方法结束looper循环;

    到此为止,你应该对Looper有了基本的了解,总结几点:
    1.每个线程有且最多只能有一个Looper对象,它是一个ThreadLocal
    2.Looper内部有一个消息队列,loop()方法调用后线程开始不断从队列中取出消息执行
    3.Looper使一个线程变成Looper线程。
    那么,我们如何往MQ上添加消息呢?那就要提到handle了

Handle

    什么是handler?handler扮演了往MQ上添加消息和处理消息的角色(只处理由自己发出的消息),即通知MQ它要执行一个任务(sendMessage),
    并在loop到自己的时候执行该任务(handleMessage),整个过程是异步的。handler创建时会关联一个looper,
    默认的构造方法将关联当前线程的looper,不过这也是可以set的。

    下面我们就可以为之前的LooperThread类加入Handler:
    public class LooperThread extends Thread {
    private Handler handler1;
    private Handler handler2;

    @Override
        public void run() {
        // 将当前线程初始化为Looper线程
        Looper.prepare();

        // 实例化两个handler
        handler1 = new Handler();
        handler2 = new Handler();

        // 开始循环处理消息队列
        Looper.loop();
        }
    }

    加入handler后的效果如下图:

    可以看到,一个线程可以有多个Handler,但是只能有一个Looper

Handler发送消息

    有了handler之后,我们就可以使用 post(Runnable), postAtTime(Runnable, long), postDelayed(Runnable, long),
    sendEmptyMessage(int),sendMessage(Message),sendMessageAtTime(Message, long)和 sendMessageDelayed(Message, long)这些方法向MQ上发送消息了。

    光看这些API你可能会觉得handler能发两种消息,
    一种是Runnable对象,一种是message对象,这是直观的理解,但其实post发出的Runnable对象最后都被封装成message对象了。

    其他方法就不罗列了,总之通过handler发出的message有如下特点:
    1.message.target为该handler对象,这确保了looper执行到该message时能找到处理它的handler,即loop()方法中的关键代码、
            msg.target.dispatchMessage(msg);
    2.post发出的message,其callback为Runnable对象

Handler处理消息

说完了消息的发送,再来看下handler如何处理消息。
消息的处理是通过核心方法dispatchMessage(Message msg)与钩子方法handleMessage(Message msg)完成的,见源码

// 处理消息,该方法由looper调用
public void dispatchMessage(Message msg) {
    if (msg.callback != null) {
        // 如果message设置了callback,即runnable消息,处理callback!
        handleCallback(msg);
    } else {
        // 如果handler本身设置了callback,则执行callback
        if (mCallback != null) {
             /* 这种方法允许让activity等来实现Handler.Callback接口,避免了自己编写handler重写handleMessage方法。见http://alex-yang-xiansoftware-com.iteye.com/blog/850865 */
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                return;
            }
        }
        // 如果message没有callback,则调用handler的钩子方法handleMessage
        handleMessage(msg);
    }
}

// 处理runnable消息
private final void handleCallback(Message message) {
    message.callback.run();  //直接调用run方法!
}
// 由子类实现的钩子方法
public void handleMessage(Message msg) {
}

可以看到,除了handleMessage(Message msg)和Runnable对象的run方法由开发者实现外(实现具体逻辑),
handler的内部工作机制对开发者是透明的。

Handler的用处

1.handler可以在任意线程发送消息,这些消息会被添加到关联的MQ上。

2.handler是在它关联的looper线程中处理消息的。

这就解决了android最经典的不能在其他非主线程中更新UI的问题。android的主线程也是一个looper线程(looper在android中运用很广),
我们在其中创建的handler默认将关联主线程MQ。因此,利用handler的一个solution就是在activity中创建handler并将其引用传递给
worker thread,worker thread执行完任务后使用handler发送消息通知activity更新UI。(过程如图)

Message

在整个消息处理机制中,message又叫task,封装了任务携带的信息和处理该任务的handler。message的用法比较简单,这里不做总结了。但是有这么几点需要注意:

1.尽管Message有public的默认构造方法,但是你应该通过Message.obtain()来从消息池中获得空消息对象,以节省资源。

2.如果你的message只需要携带简单的int信息,请优先使用Message.arg1和Message.arg2来传递信息,这比用Bundle更省内存

3.擅用message.what来标识信息,以便用不同方式处理message。

                            异步消息处理模块 部分引用自http://www.cnblogs.com/codingmyworld/archive/2011/09/12/2174255.html  

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