【正文】
雖然是國慶佳節,但也不能停止學習的腳步,我選擇在教研室為祖國母親默默地慶生。
關於Android的多線程知識,請參考本人之前的一篇博客:Android 多線程----AsyncTask異步任務詳解
在Android當中,提供了異步消息處理機制的兩種方式來解決線程之間的通信問題,一種是今天要講的Handler的機制,還有一種就是之前講過的 AsyncTask 機制。
一、handler的引入:
我們都知道,Android UI是線程不安全的,如果在子線程中嘗試進行UI操作,程序就有可能會崩潰。相信大家在日常的工作當中都會經常遇到這個問題,解決的方案應該也是早已爛熟於心,即創建一個Message對象,然後借助Handler發送出去,之後在Handler的handleMessage()方法中獲得剛才發送的Message對象,然後在這裡進行UI操作就不會再出現崩潰了。具體實現代碼如下:
復制代碼
1 package com.example.androidthreadtest;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.os.Message;
7 import android.view.View;
8 import android.view.View.OnClickListener;
9 import android.widget.Button;
10 import android.widget.TextView;
11
12 public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
13
14 public static final int UPDATE_TEXT = 1;
15 private TextView text;
16 private Button changeText;
17 private Handler handler = new Handler() {
18 public void handleMessage(Message msg) {
19 switch (msg.what) {
20 case UPDATE_TEXT:
21 text.setText("Nice to meet you");
22 break;
23 default:
24 break;
25 }
26 }
27 };
28
29 @Override
30 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
31 super.onCreate(savedInstanceState);
32 setContentView(R.layout.activity_main);
33 text = (TextView) findViewById(R.id.text);
34 changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
35 changeText.setOnClickListener(this);
36 }
37
38 @Override
39 public void onClick(View v) {
40 switch (v.getId()) {
41 case R.id.change_text:
42 new Thread(new Runnable() {
43 @Override
44 public void run() {
45 Message message = new Message();
46 message.what = UPDATE_TEXT;
47 handler.sendMessage(message);
48 }
49 }).start();
50 break;
51 default:
52 break;
53 }
54 }
55 }
復制代碼
上方第45行代碼也可以換成:
Message msg = handler.obtainMessage();
上面的代碼中,我們並沒有在子線程中直接進行UI操作,而是創建了一個Message對象,並將它的what字段的值指定為了一個整形常量UPDATE_TEXT,用於表示更新TextView這個動作。然後調用Handler的sendMessage()方法將這條Message發送出去。很快,Handler就會收到這條Message,並在handleMessage()方法,在這裡對具體的Message進行處理(需要注意的是,此時handleMessage()方法中的代碼是在主線程中運行的)。如果發現Message的what字段的值等於UPDATE_TEXT,就將TextView顯示的內容更新。運行程序後,點擊按鈕,TextView就會顯示出更新的內容。
二、異步消息處理機制:
Handler是Android類庫提供的用於接受、傳遞和處理消息或Runnable對象的處理類,它結合Message、MessageQueue和Looper類以及當前線程實現了一個消息循環機制,用於實現任務的異步加載和處理。整個異步消息處理流程的示意圖如下圖所示:
根據上面的圖片,我們現在來解析一下異步消息處理機制:
Message:消息體,用於裝載需要發送的對象。
handler:它直接繼承自Object。作用是:在子線程中發送Message或者Runnable對象到MessageQueue中;在UI線程中接收、處理從MessageQueue分發出來的Message或者Runnable對象。發送消息一般使用Handler的sendMessage()方法,而發出去的消息經過處理後最終會傳遞到Handler的handlerMessage()方法中。
MessageQueue:用於存放Message或Runnable對象的消息隊列。它由對應的Looper對象創建,並由Looper對象管理。每個線程中都只會有一個MessageQueue對象。
Looper:是每個線程中的MessageQueue的管家,循環不斷地管理MessageQueue接收和分發Message或Runnable的工作。調用Looper的loop()方法後,就會進入到一個無限循環中然後每當發現MessageQueue中存在一條消息,就會將它取出,並調用Handler的handlerMessage()方法。每個線程中也只會有一個Looper對象。
了解這些之後,我們在來看一下他們之間的聯系:
首先要明白的是,Handler和Looper對象是屬於線程內部的數據,不過也提供與外部線程的訪問接口,Handler就是公開給外部線程的接口,用於線程間的通信。Looper是由系統支持的用於創建和管理MessageQueue的依附於一個線程的循環處理對象,而Handler是用於操作線程內部的消息隊列的,所以Handler也必須依附一個線程,而且只能是一個線程。
我們再來對異步消息處理的整個流程梳理一遍:
當應用程序開啟時,系統會自動為UI線程創建一個MessageQueue(消息隊列)和Looper循環處理對象。首先需要在主線程中創建一個Handler對象,並重寫handlerMessage()方法。然後當子線程中需要進行UI操作時,就創建一個Message對象,並通過Handler將這條消息發送出去。之後這條消息就會被添加到MessageQueue的隊列中等待被處理,而Looper則會一直嘗試從MessageQueue中取出待處理消息,並找到與消息對象對應的Handler對象,然後調用Handler的handleMessage()方法。由於Handler是在主線程中創建的,所以此時handleMessage()方法中的代碼也會在主線程中運行,於是我們在這裡就可以安心地進行UI操作了。
通俗地來講,一般我們在實際的開發過程中用的比較多一種情況的就是主線程的Handler將子線程中處理過的耗時操作的結果封裝成Message(消息),並將該Message(利用主線程裡的MessageQueue和Looper)傳遞到主線程中,最後主線程再根據傳遞過來的結果進行相關的UI元素的更新,從而實現任務的異步加載和處理,並達到線程間的通信。
通過上一小節對Handler的一個初步認識後,我們可以很容易總結出Handler的主要用途,下面是Android官網總結的關於Handler類的兩個主要用途:
(1)線程間的通信:
在執行較為耗時的操作時,Handler負責將子線程中執行的操作的結果傳遞到UI線程,然後UI線程再根據傳遞過來的結果進行相關UI元素的更新。(上面已有說明)
(2)執行定時任務:
指定任務時間,在某個具體時間或某個時間段後執行特定的任務操作,例如使用Handler提供的postDelayed(Runnable r,long delayMillis)方法指定在多久後執行某項操作,比如當當、淘寶、京東和微信等手機客戶端的開啟界面功能,都是通過Handler定時任務來完成的。
我們接下來講一下post。
三、post:
對於Handler的Post方式來說,它會傳遞一個Runnable對象到消息隊列中,在這個Runnable對象中,重寫run()方法。一般在這個run()方法中寫入需要在UI線程上的操作。
Post允許把一個Runnable對象入隊到消息隊列中。它的方法有:post(Runnable)、postAtTime(Runnable,long)、postDelayed(Runnable,long)。詳細解釋如下:
boolean post(Runnable r):把一個Runnable入隊到消息隊列中,UI線程從消息隊列中取出這個對象後,立即執行。
boolean postAtTime(Runnable r,long uptimeMillis):把一個Runnable入隊到消息隊列中,UI線程從消息隊列中取出這個對象後,在特定的時間執行。
boolean postDelayed(Runnable r,long delayMillis):把一個Runnable入隊到消息隊列中,UI線程從消息隊列中取出這個對象後,延遲delayMills秒執行
void removeCallbacks(Runnable r):從消息隊列中移除一個Runnable對象。
下面通過一個Demo,講解如何通過Handler的post方式在新啟動的線程中修改UI組件的屬性:
復制代碼
1 package com.example.m03_threadtest01;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.view.View;
7 import android.widget.Button;
8 import android.widget.TextView;
9
10 public class MainActivity extends Activity {
11 private Button btnMes1,btnMes2;
12 private TextView tvMessage;
13 // 聲明一個Handler對象
14 private static Handler handler=new Handler();
15
16 @Override
17 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
18 super.onCreate(savedInstanceState);
19 setContentView(R.layout.activity_main);
20
21 btnMes1=(Button)findViewById(R.id.button1);
22 btnMes2=(Button)findViewById(R.id.button2);
23 tvMessage=(TextView)findViewById(R.id.TextView1);
24 btnMes1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
25
26 @Override
27 public void onClick(View v) {
28 // 新啟動一個子線程
29 new Thread(new Runnable() {
30 @Override
31 public void run() {
32 // tvMessage.setText("...");
33 // 以上操作會報錯,無法再子線程中訪問UI組件,UI組件的屬性必須在UI線程中訪問
34 // 使用post方式修改UI組件tvMessage的Text屬性
35 handler.post(new Runnable() {
36 @Override
37 public void run() {
38 tvMessage.setText("使用Handler.post在工作線程中發送一段執行到消息隊列中,在主線程中執行。");
39 }
40 });
41 }
42 }).start();
43 }
44 });
45
46 btnMes2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
47
48 @Override
49 public void onClick(View v) {
50 new Thread(new Runnable() {
51 @Override
52 public void run() {
53 // 使用postDelayed方式修改UI組件tvMessage的Text屬性值
54 // 並且延遲3S執行
55 handler.postDelayed(new Runnable() {
56
57 @Override
58 public void run() {
59 tvMessage.setText("使用Handler.postDelayed在工作線程中發送一段執行到消息隊列中,在主線程中延遲3S執行。");
60
61 }
62 }, 3000);
63 }
64 }).start();
65
66 }
67 });
68 }
69
70 }
復制代碼
點擊按鈕,運行結果如下:
有一點值得注意的是,對於Post方式而言,它其中Runnable對象的run()方法的代碼,均執行在UI線程上(雖然是寫在子線程當中的),所以對於這段代碼而言,不能執行在UI線程上的操作,一樣無法使用post方式執行,比如說訪問網絡。
四、Message:
Handler如果使用sendMessage的方式把消息入隊到消息隊列中,需要傳遞一個Message對象,而在Handler中,需要重寫handleMessage()方法,用於獲取工作線程傳遞過來的消息,此方法運行在UI線程上。
對於Message對象,一般並不推薦直接使用它的構造方法得到,而是建議通過使用Message.obtain()這個靜態的方法或者Handler.obtainMessage()獲取。Message.obtain()會從消息池中獲取一個Message對象,如果消息池中是空的,才會使用構造方法實例化一個新Message,這樣有利於消息資源的利用。並不需要擔心消息池中的消息過多,它是有上限的,上限為10個。Handler.obtainMessage()具有多個重載方法,如果查看源碼,會發現其實Handler.obtainMessage()在內部也是調用的Message.obtain()。
Handler中,與Message發送消息相關的方法有:
Message obtainMessage():獲取一個Message對象。
boolean sendMessage():發送一個Message對象到消息隊列中,並在UI線程取到消息後,立即執行。
boolean sendMessageDelayed():發送一個Message對象到消息隊列中,在UI線程取到消息後,延遲執行。
boolean sendEmptyMessage(int what):發送一個空的Message對象到隊列中,並在UI線程取到消息後,立即執行。
boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis):發送一個空Message對象到消息隊列中,在UI線程取到消息後,延遲執行。
void removeMessage():從消息隊列中移除一個未響應的消息。
五、通過Handler實現線程間通信:
1、在Worker Thread發送消息,在MainThread中接收消息:
【實例】點擊反扭,將下方的TextView的內容修改為“從網絡中獲取的數據”
【實際意義】點擊按鈕時,程序訪問服務器,服務器接到請求之後,會返回字符串結果,然後更新到程序。
完整版代碼如下:
XML布局文件代碼如下:
復制代碼
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=".MainActivity" >
<TextView
android:id="@+id/TextViewId"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="數據" />
<Button
android:id="@+id/ButtonId"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="發送消息"
android:layout_below="@id/TextViewId"/>
</RelativeLayout>
復制代碼
MainActivity.java代碼如下:
復制代碼
1 package com.example.test0207_handler;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.os.Message;
7 import android.view.Menu;
8 import android.view.View;
9 import android.view.View.OnClickListener;
10 import android.widget.Button;
11 import android.widget.TextView;
12
13 public class MainActivity extends Activity {
14
15 private TextView textView ;
16 private Button button ;
17 private Handler handler ;
18 @Override
19 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
20 super.onCreate(savedInstanceState);
21 setContentView(R.layout.activity_main);
22
23 textView = (TextView)findViewById(R.id.TextViewId) ;
24 button = (Button)findViewById(R.id.ButtonId) ;
25
26 handler = new MyHandler() ;
27
28 button.setOnClickListener(new ButtonListener()) ;
29
30 }
31 //在MainAthread線程中接收數據,從而修改TextView的值
32 class MyHandler extends Handler {
33 @Override
34 public void handleMessage(Message msg) {
35 System.out.println("handleMessage--->"+Thread.currentThread().getName()) ;//得到當前線程的名字
36 String s = (String)msg.obj ;
37 textView.setText(s) ;
38 }
39
40 }
41 //生成線程對象,讓NetworkThread線程啟動
42 class ButtonListener implements OnClickListener {
43 @Override
44 public void onClick(View arg0) {
45 Thread t = new NetworkThread() ;
46 t.start();
47 }
48
49 }
50
51 //在Worker Thread線程中發送數據
52 class NetworkThread extends Thread {
53 @Override
54 public void run(){
55
56 System.out.println("network--->"+Thread.currentThread().getName()) ;//得到當前線程的名字
57
58 //模擬訪問網絡:當線程運行時,首先休眠2秒鐘
59 try {
60 Thread.sleep(2*1000) ;
61 } catch (InterruptedException e) {
62 e.printStackTrace();
63 }
64 //變量s的值,模擬從網絡當中獲取的數據
65 String s = "從網絡中獲取的數據" ;
66 //textView.setText(s) ; //這種做法是錯誤的,只有在Mainthread中才能操作UI
67
68 //開始發送消息
69 Message msg = handler.obtainMessage() ;
70 msg.obj = s ;
71 handler.sendMessage(msg) ;//sendMessage()方法,在主線程或者Worker Thread線程中發送,都是可以的,都可以被取到
72 }
73 }
74
75 @Override
76 public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
77 // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
78 getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
79 return true;
80 }
81
82 }
復制代碼
這段代碼的結構,和最上面的第一章節是一樣的。
上方代碼中,我們在子線程中休眠2秒來模擬訪問網絡的操作。
65行:用字符串s表示從網絡中獲取的數據;70行:然後我們把這個字符串放在Message的obj屬性當中發送出去,並在主線程中接收(36行)。
運行後結果如下:
點擊按鈕後結果如下:
點擊按鈕後,後台輸出結果如下:
可以看到,子線程的名字是:Thread-1118,主線程的名字是:main。
2、在MainThread中發送消息,在Worker Thread中接收消息:
【實例】點擊按鈕,在在MainThread中發送消息,在Worker Thread中接收消息,並在後台打印輸出。
【代碼】完整版代碼如下:
XML布局文件代碼如下:
復制代碼
<RelativeLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=".MainActivity" >
<Button
android:id="@+id/ButtonId"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="在主線程中發送消息" />
</RelativeLayout>
復制代碼
MainActivity.java代碼如下:
復制代碼
1 package com.example.m03_handle01;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.os.Looper;
7 import android.os.Message;
8 import android.util.Log;
9 import android.view.Menu;
10 import android.view.View;
11 import android.view.View.OnClickListener;
12 import android.widget.Button;
13 public class MainActivity extends Activity {
14 private Button button ;
15 private Handler handler ;
16 @Override
17 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
18 super.onCreate(savedInstanceState);
19 setContentView(R.layout.activity_main);
20
21 button = (Button)findViewById(R.id.ButtonId) ;
22
23 //當用戶點擊按鈕時,發送Message的對象msg
24 button.setOnClickListener(new OnClickListener() { //使用匿名內部類為button綁定監聽器
25
26 @Override
27 public void onClick(View v) {
28 Log.i("onClick:", Thread.currentThread().getName());
29 Message msg = handler.obtainMessage() ;
30 handler.sendMessage(msg) ;
31 }
32 }) ;
33
34 WorkerThread wt = new WorkerThread() ;
35 wt.start() ;
36 }
37
38 //在WorkerThread生成handler
39 class WorkerThread extends Thread {
40 @Override
41 public void run() {
42 //准備Looper對象
43 Looper.prepare() ;
44 //在WorkerThread當中生成一個Handler對象
45 handler = new Handler() {
46 @Override
47 public void handleMessage(Message msg) {
48 Log.i("handleMessage:", Thread.currentThread().getName());
49 Log.i("後台輸出", "收到了消息對象");
50 }
51 };
52 //調用Looper的loop()方法之後,Looper對象將不斷地從消息隊列當中取出對象,然後調用handler的handleMessage()方法,處理該消息對象
53 //如果消息隊列中沒有對象,則該線程阻塞
54 Looper.loop() ; //通過Looper對象將消息取出來
55 }
56
57 }
58
59
60 @Override
61 public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
62 // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
63 getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
64 return true;
65 }
66
67 }
復制代碼
上方的第42行至54行代碼:這是MainThread中發送消息,在Worker Thread中接收消息的固定寫法。上面的三個步驟再重復一下:
准備Looper對象
在WorkerThread當中生成一個Handler對象
調用Looper的loop()方法之後,Looper對象將不斷地從消息隊列當中取出對象,然後調用handler的handleMessage()方法,處理該消息對象;如果消息隊列中沒有對象,則該線程阻塞
注意,此時handleMessage()方法是在Worker Thread中運行的。