Android单线程模型
GuangkuoDing 2012-03-26
单线程模型
当一个程序第一次启动时，Android会同时启动一个对应的主线程（MainThread），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。在开发Android应用时必须遵守单线程模型的原则：AndroidUI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。
2.1子线程更新UI
Android的UI是单线程(Single-threaded)的。为了避免拖住GUI，一些较费时的对象应该交给独立的线程去执行。如果幕后的线程来执行UI对象，Android就会发出错误讯息
CalledFromWrongThreadException。以后遇到这样的异常抛出时就要知道怎么回事了！
2.2MessageQueue
在单线程模型下，为了解决类似的问题，Android设计了一个MessageQueue(消息队列)，线程间可以通过该MessageQueue并结合Handler和Looper组件进行信息交换。下面将对它们进行分别介绍：
1.Message
Message消息，理解为线程间交流的信息，处理数据后台线程需要更新UI，则发送Message内含一些数据给UI线程。
2.Handler
Handler处理者，是Message的主要处理者，负责Message的发送，Message内容的执行处理。后台线程就是通过传进来的Handler对象引用来sendMessage(Message)。而使用Handler，需要implement该类的handleMessage(Message)
方法，它是处理这些Message的操作内容，例如UpdateUI。通常需要子类化Handler来实现handleMessage方法。
3.MessageQueue
MessageQueue消息队列，用来存放通过Handler发布的消息，按照先进先出执行。
每个messagequeue都会有一个对应的Handler。Handler会向messagequeue通过两种方法发送消息：sendMessage或post。这两种消息都会插在messagequeue队尾并按先进先出执行。但通过这两种方法发送的消息执行的方式略有不同：通过sendMessage发送的是一个message对象,会被Handler的handleMessage()函数处理；而通过post方法发送的是一个runnable对象，则会自己执行。
4.Looper
Looper是每条线程里的MessageQueue的管家。Android没有Global的MessageQueue，而Android会自动替主线程(UI线程)建立MessageQueue，但在子线程里并没有建立MessageQueue。所以调用Looper.getMainLooper()得到的主线程的Looper不为NULL，但调用Looper.myLooper()得到当前线程的Looper就有可能为NULL。
对于子线程使用Looper，APIDoc提供了正确的使用方法：
classLooperThreadextendsThread{
publicHandlermHandler;
publicvoidrun(){
Looper.prepare();//创建本线程的Looper并创建一个MessageQueue
mHandler=newHandler(){
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
//processincomingmessageshere
}
};
Looper.loop();//开始运行Looper,监听MessageQueue
}
}
这个Message机制的大概流程：
1.在Looper.loop()方法运行开始后，循环地按照接收顺序取出MessageQueue里面的非NULL的Message。
2.一开始MessageQueue里面的Message都是NULL的。当Handler.sendMessage(Message)到MessageQueue，该函数里面设置了那个Message对象的target属性是当前的Handler对象。随后Looper取出了那个Message，则调用该Message的target指向的Hander的dispatchMessage函数对Message进行处理。
在dispatchMessage方法里，如何处理Message则由用户指定，三个判断，优先级从高到低：
1)Message里面的Callback，一个实现了Runnable接口的对象，其中run函数做处理工作；
2)Handler里面的mCallback指向的一个实现了Callback接口的对象，由其handleMessage进行处理；
3)处理消息Handler对象对应的类继承并实现了其中handleMessage函数，通过这个实现的handleMessage函数处理消息。
由此可见，我们实现的handleMessage方法是优先级最低的！
3.Handler处理完该Message(updateUI)后，Looper则设置该Message为NULL，以便回收！
在网上有很多文章讲述主线程和其他子线程如何交互，传送信息，最终谁来执行处理信息之类的，个人理解是最简单的方法——判断Handler对象里面的Looper对象是属于哪条线程的，则由该线程来执行！
1.当Handler对象的构造函数的参数为空，则为当前所在线程的Looper；
2.Looper.getMainLooper()得到的是主线程的Looper对象，Looper.myLooper()得到的是当前线程的Looper对象。
现在来看一个例子，模拟从网络获取数据，加载到ListView的过程：
publicclassListProgressDemoextendsListActivity{
@Override
publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.listprogress);
((Button)findViewById(R.id.load_Handler)).setOnClickListener(newView.OnClickListener(){
@Override
publicvoidonClick(Viewview){
data=null;
data=newArrayList<String>();
adapter=null;
showDialog(PROGRESS_DIALOG);
newProgressThread(handler,data).start();
}
});
}
@Override
protectedDialogonCreateDialog(intid){
switch(id){
casePROGRESS_DIALOG:
returnProgressDialog.show(this,"",
"Loading.Pleasewait...",true);
default:returnnull;
}
}
privateclassProgressThreadextendsThread{
privateHandlerhandler;
privateArrayList<String>data;
publicProgressThread(Handlerhandler,ArrayList<String>data){
this.handler=handler;
this.data=data;
}
@Override
publicvoidrun(){
for(inti=0;i<8;i++){
data.add("ListItem");//后台数据处理
try{
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedExceptione){
Messagemsg=handler.obtainMessage();
Bundleb=newBundle();
b.putInt("state",STATE_ERROR);
msg.setData(b);
handler.sendMessage(msg);
}
}
Messagemsg=handler.obtainMessage();
Bundleb=newBundle();
b.putInt("state",STATE_FINISH);
msg.setData(b);
handler.sendMessage(msg);
}
}
//此处甚至可以不需要设置Looper，因为Handler默认就使用当前线程的Looper
privatefinalHandlerhandler=newHandler(Looper.getMainLooper()){
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){//处理Message，更新ListView
intstate=msg.getData().getInt("state");
switch(state){
caseSTATE_FINISH:
dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
Toast.makeText(getApplicationContext(),
"加载完成!",
Toast.LENGTH_LONG)
.show();
adapter=newArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
android.R.layout.simple_list_item_1,
data);
setListAdapter(adapter);
break;
caseSTATE_ERROR:
dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
Toast.makeText(getApplicationContext(),
"处理过程发生错误!",
Toast.LENGTH_LONG)
.show();
adapter=newArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
android.R.layout.simple_list_item_1,
data);
setListAdapter(adapter);
break;
default:
}
}
};
privateArrayAdapter<String>adapter;
privateArrayList<String>data;
privatestaticfinalintPROGRESS_DIALOG=1;
privatestaticfinalintSTATE_FINISH=1;
privatestaticfinalintSTATE_ERROR=-1;
}
这个例子，我自己写完后觉得还是有点乱，要稍微整理才能看明白线程间交互的过程以及数据的前后变化。随后了解到AsyncTask类，相应修改后就很容易明白了！
2.3AsyncTask
AsyncTask版：
((Button)findViewById(R.id.load_AsyncTask)).setOnClickListener(newView.OnClickListener(){
@Override
publicvoidonClick(Viewview){
data=null;
data=newArrayList<String>();
adapter=null;
//显示ProgressDialog放到AsyncTask.onPreExecute()里
//showDialog(PROGRESS_DIALOG);
newProgressTask().execute(data);
}
});
privateclassProgressTaskextendsAsyncTask<ArrayList<String>,Void,Integer>{
/*该方法将在执行实际的后台操作前被UIthread调用。可以在该方法中做一些准备工作，如在界面上显示一个进度条。*/
@Override
protectedvoidonPreExecute(){
//先显示ProgressDialog
showDialog(PROGRESS_DIALOG);
}
/*执行那些很耗时的后台计算工作。可以调用publishProgress方法来更新实时的任务进度。*/
@Override
protectedIntegerdoInBackground(ArrayList<String>...datas){
ArrayList<String>data=datas[0];
for(inti=0;i<8;i++){
data.add("ListItem");
}
returnSTATE_FINISH;
}
/*在doInBackground执行完成后，onPostExecute方法将被UIthread调用，
*后台的计算结果将通过该方法传递到UIthread.
*/
@Override
protectedvoidonPostExecute(Integerresult){
intstate=result.intValue();
switch(state){
caseSTATE_FINISH:
dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
Toast.makeText(getApplicationContext(),
"加载完成!",
Toast.LENGTH_LONG)
.show();
adapter=newArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
android.R.layout.simple_list_item_1,
data);
setListAdapter(adapter);
break;
caseSTATE_ERROR:
dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
Toast.makeText(getApplicationContext(),
"处理过程发生错误!",
Toast.LENGTH_LONG)
.show();
adapter=newArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
android.R.layout.simple_list_item_1,
data);
setListAdapter(adapter);
break;
default:
}
}
