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Android Handler 異步消息處理機制的妙用 創建強大的圖片加載類

編輯:關於Android編程

 

最近創建了一個群,方便大家交流,群號:55032675

上一篇博客介紹了Android異步消息處理機制,如果你還不了解,可以看:Android 異步消息處理機制 讓你深入理解 Looper、Handler、Message三者關系 。那篇博客的最後,提出可以把異步消息處理機制不僅僅是在MainActivity中更新UI,可以用到別的地方,最近也一直在考慮這個問題,有幸,想出來一個實際的案例,將異步消息處理機制用到大量圖片的加載的工具類中,其實也特別希望可以寫一篇關於大量圖片加載的文章,終於有機會了~先簡單介紹一下:

1、概述

一般大量圖片的加載,比如GridView實現手機的相冊功能,一般會用到LruCache,線程池,任務隊列等;那麼異步消息處理可以用哪呢?

1、用於UI線程當Bitmap加載完成後更新ImageView

2、在圖片加載類初始化時,我們會在一個子線程中維護一個Loop實例,當然子線程中也就有了MessageQueue,Looper會一直在那loop停著等待消息的到達,當有消息到達時,從任務隊列按照隊列調度的方式(FIFO,LIFO等),取出一個任務放入線程池中進行處理。

簡易的一個流程:當需要加載一張圖片,首先把加載圖片加入任務隊列,然後使用loop線程(子線程)中的hander發送一個消息,提示有任務到達,loop()(子線程)中會接著取出一個任務,去加載圖片,當圖片加載完成,會使用UI線程的handler發送一個消息去更新UI界面。

說了這麼多,大家估計也覺得雲裡來霧裡去的,下面看實際的例子。

2、圖庫功能的實現

該程序首先掃描手機中所有包含圖片的文件夾,最終選擇圖片最多的文件夾,使用GridView顯示其中的圖片

1、布局文件

 



    
    


布局文件相當簡單就一個GridView

 

2、MainActivity

 

package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.io.File;
import java.io.FilenameFilter;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;

import android.app.Activity;
import android.app.ProgressDialog;
import android.content.ContentResolver;
import android.database.Cursor;
import android.net.Uri;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Handler;
import android.provider.MediaStore;
import android.widget.GridView;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.ListAdapter;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity
{
	private ProgressDialog mProgressDialog;
	private ImageView mImageView;
	
	/**
	 * 存儲文件夾中的圖片數量
	 */
	private int mPicsSize;
	/**
	 * 圖片數量最多的文件夾
	 */
	private File mImgDir;
	/**
	 * 所有的圖片
	 */
	private List mImgs;

	private GridView mGirdView;
	private ListAdapter mAdapter;
	/**
	 * 臨時的輔助類,用於防止同一個文件夾的多次掃描
	 */
	private HashSet mDirPaths = new HashSet();

	private Handler mHandler = new Handler()
	{
		public void handleMessage(android.os.Message msg)
		{
			mProgressDialog.dismiss();
			mImgs = Arrays.asList(mImgDir.list(new FilenameFilter()
			{
				@Override
				public boolean accept(File dir, String filename)
				{
					if (filename.endsWith(.jpg))
						return true;
					return false;
				}
			}));
			/**
			 * 可以看到文件夾的路徑和圖片的路徑分開保存,極大的減少了內存的消耗;
			 */
			mAdapter = new MyAdapter(getApplicationContext(), mImgs,
					mImgDir.getAbsolutePath());
			mGirdView.setAdapter(mAdapter);
		};
	};

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		mGirdView = (GridView) findViewById(R.id.id_gridView);
		getImages();

	}

	/**
	 * 利用ContentProvider掃描手機中的圖片,此方法在運行在子線程中 完成圖片的掃描,最終獲得jpg最多的那個文件夾
	 */
	private void getImages()
	{
		if (!Environment.getExternalStorageState().equals(
				Environment.MEDIA_MOUNTED))
		{
			Toast.makeText(this, 暫無外部存儲, Toast.LENGTH_SHORT).show();
			return;
		}
		// 顯示進度條
		mProgressDialog = ProgressDialog.show(this, null, 正在加載...);

		new Thread(new Runnable()
		{

			@Override
			public void run()
			{
				Uri mImageUri = MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI;
				ContentResolver mContentResolver = MainActivity.this
						.getContentResolver();

				// 只查詢jpeg和png的圖片
				Cursor mCursor = mContentResolver.query(mImageUri, null,
						MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + =? or 
								+ MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + =?,
						new String[] { image/jpeg, image/png },
						MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED);

				while (mCursor.moveToNext())
				{
					// 獲取圖片的路徑
					String path = mCursor.getString(mCursor
							.getColumnIndex(MediaStore.Images.Media.DATA));
					// 獲取該圖片的父路徑名
					File parentFile = new File(path).getParentFile();
					String dirPath = parentFile.getAbsolutePath(); 
					
					//利用一個HashSet防止多次掃描同一個文件夾(不加這個判斷,圖片多起來還是相當恐怖的~~)
					if(mDirPaths.contains(dirPath))
					{
						continue; 
					}
					else
					{
						mDirPaths.add(dirPath);
					}
					
					int picSize = parentFile.list(new FilenameFilter()
					{
						@Override
						public boolean accept(File dir, String filename)
						{
							if (filename.endsWith(.jpg))
								return true;
							return false;
						}
					}).length;
					if (picSize > mPicsSize)
					{
						mPicsSize = picSize;
						mImgDir = parentFile;
					}
				}
				mCursor.close();
				//掃描完成,輔助的HashSet也就可以釋放內存了
				mDirPaths = null ; 
				// 通知Handler掃描圖片完成
				mHandler.sendEmptyMessage(0x110);

			}
		}).start();

	}
}

MainActivity也是比較簡單的,使用ContentProvider輔助,找到圖片最多的文件夾後,直接handler去隱藏ProgressDialog,然後初始化數據,適配器等;

 

但是稍微注意一下:

1、在掃描圖片時,使用了一個臨時的HashSet保存掃描過的文件夾,這樣可以有效的避免重復掃描。比如,我手機中有個文件夾下面有3000多張圖片,如果不判斷則會掃描這個文件夾3000多次,處理器時間以及內存的消耗還是很可觀的。

2、在適配器中,保存List的時候,考慮只保存圖片的名稱,路徑單獨作為變量傳入。一般情況下,圖片的路徑比圖片名長很多,加入有3000張圖片,路徑長度30,圖片平均長度10,則List保存完成路徑需要長度為:(30+10)*3000 = 120000 ; 而單獨存儲只需要:30+10*3000 = 30030 ; 圖片越多,節省的內存越客觀;

總之,盡可能的去減少內存的消耗,這些都是很容易做到的~

3、GridView的適配器

 

package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.util.List;

import android.content.Context;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.BaseAdapter;
import android.widget.ImageView;

import com.zhy.utils.ImageLoader;

public class MyAdapter extends BaseAdapter
{

	private Context mContext;
	private List mData;
	private String mDirPath;
	private LayoutInflater mInflater;
	private ImageLoader mImageLoader;

	public MyAdapter(Context context, List mData, String dirPath)
	{
		this.mContext = context;
		this.mData = mData;
		this.mDirPath = dirPath;
		mInflater = LayoutInflater.from(mContext);

		mImageLoader = ImageLoader.getInstance();
	}

	@Override
	public int getCount()
	{
		return mData.size();
	}

	@Override
	public Object getItem(int position)
	{
		return mData.get(position);
	}

	@Override
	public long getItemId(int position)
	{
		return position;
	}

	@Override
	public View getView(int position, View convertView, final ViewGroup parent)
	{
		ViewHolder holder = null;
		if (convertView == null)
		{
			holder = new ViewHolder();
			convertView = mInflater.inflate(R.layout.grid_item, parent,
					false);
			holder.mImageView = (ImageView) convertView
					.findViewById(R.id.id_item_image);
			convertView.setTag(holder);
		} else
		{
			holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
		}
		holder.mImageView
				.setImageResource(R.drawable.friends_sends_pictures_no);
		//使用Imageloader去加載圖片
		mImageLoader.loadImage(mDirPath + / + mData.get(position),
				holder.mImageView);
		return convertView;
	}

	private final class ViewHolder
	{
		ImageView mImageView;
	}

}

可以看到與傳統的適配器的寫法基本沒有什麼不同之處,甚至在getView裡面都沒有出現常見的回調(findViewByTag~用於防止圖片的錯位);僅僅多了一行代碼:

 

mImageLoader.loadImage(mDirPath + / + mData.get(position),holder.mImageView);是不是用起來還是相當爽的,所有需要處理的細節都被封裝了。

4、ImageLoader

現在才到了關鍵的時刻,我們封裝的ImageLoader類,當然我們的異步消息處理機制也出現在其中。

首先是一個懶加載的單例

 

/**
	 * 單例獲得該實例對象
	 * 
	 * @return
	 */
	public static ImageLoader getInstance()
	{

		if (mInstance == null)
		{
			synchronized (ImageLoader.class)
			{
				if (mInstance == null)
				{
					mInstance = new ImageLoader(1, Type.LIFO);
				}
			}
		}
		return mInstance;
	}

沒啥說的,直接調用私有的構造方法,可以看到,默認傳入了1(線程池中線程的數量),和LIFO(隊列的工作方式)

 

 

private ImageLoader(int threadCount, Type type)
	{
		init(threadCount, type);
	}

	private void init(int threadCount, Type type)
	{
		// loop thread
		mPoolThread = new Thread()
		{
			@Override
			public void run()
			{
				try
				{
					// 請求一個信號量
					mSemaphore.acquire();
				} catch (InterruptedException e)
				{
				}
				Looper.prepare();

				mPoolThreadHander = new Handler()
				{
					@Override
					public void handleMessage(Message msg)
					{
						mThreadPool.execute(getTask());
						try
						{
							mPoolSemaphore.acquire();
						} catch (InterruptedException e)
						{
						}
					}
				};
				// 釋放一個信號量
				mSemaphore.release();
				Looper.loop();
			}
		};
		mPoolThread.start();

		// 獲取應用程序最大可用內存
		int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
		int cacheSize = maxMemory / 8;
		mLruCache = new LruCache(cacheSize)
		{
			@Override
			protected int sizeOf(String key, Bitmap value)
			{
				return value.getRowBytes() * value.getHeight();
			};
		};

		mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
		mPoolSemaphore = new Semaphore(threadCount);
		mTasks = new LinkedList();
		mType = type == null ? Type.LIFO : type;

	}

然後在私有構造裡面調用了我們的init方法,在這個方法的開始就創建了mPoolThread這個子線程,在這個子線程中我們執行了Looper.prepare,初始化mPoolThreadHander,Looper.loop;如果看過上篇博客,一定知道,此時在這個子線程中維護了一個消息隊列,且這個子線程會進入一個無限讀取消息的循環中,而mPoolThreadHander這個handler發送的消息會直接發送至此線程中的消息隊列。然後看mPoolThreadHander中handleMessage的方法,直接調用了getTask方法取出一個任務,然後放入線程池去執行。如果你比較細心,可能會發現裡面還有一些信號量的操作的代碼,如果你不了解什麼是信號量,可以參考:Java 並發專題 : Semaphore 實現 互斥 與 連接池 。 簡單說一下mSemaphore(信號數為1)的作用,由於mPoolThreadHander實在子線程初始化的,所以我在初始化前調用了mSemaphore.acquire去請求一個信號量,然後在初始化完成後釋放了此信號量,我為什麼這麼做呢?因為在主線程可能會立即使用到mPoolThreadHander,但是mPoolThreadHander是在子線程初始化的,雖然速度很快,但是我也不能百分百的保證,主線程使用時已經初始化結束,為了避免空指針異常,所以我在主線程需要使用的時候,是這麼調用的:

 

 

/**
	 * 添加一個任務
	 * 
	 * @param runnable
	 */
	private synchronized void addTask(Runnable runnable)
	{
		try
		{
			// 請求信號量,防止mPoolThreadHander為null
			if (mPoolThreadHander == null)
				mSemaphore.acquire();
		} catch (InterruptedException e)
		{
		}
		mTasks.add(runnable);
		mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
	}

如果mPoolThreadHander沒有初始化完成,則會去acquire一個信號量,其實就是去等待mPoolThreadHander初始化完成。如果對此感興趣的,可以將關於mSemaphore的代碼注釋,然後在初始化mPoolThreadHander使用Thread.sleep去暫停1秒,就會發現這樣的錯誤。

 

初始化結束,就會在getView中調用mImageLoader.loadImage(mDirPath + / + mData.get(position),holder.mImageView);方法了,所以我們去看loadImage方法吧

 

/**
	 * 加載圖片
	 * 
	 * @param path
	 * @param imageView
	 */
	public void loadImage(final String path, final ImageView imageView)
	{
		// set tag
		imageView.setTag(path);
		// UI線程
		if (mHandler == null)
		{
			mHandler = new Handler()
			{
				@Override
				public void handleMessage(Message msg)
				{
					ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;
					ImageView imageView = holder.imageView;
					Bitmap bm = holder.bitmap;
					String path = holder.path;
					if (imageView.getTag().toString().equals(path))
					{
						imageView.setImageBitmap(bm);
					}
				}
			};
		}

		Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);
		if (bm != null)
		{
			ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
			holder.bitmap = bm;
			holder.imageView = imageView;
			holder.path = path;
			Message message = Message.obtain();
			message.obj = holder;
			mHandler.sendMessage(message);
		} else
		{
			addTask(new Runnable()
			{
				@Override
				public void run()
				{

					ImageSize imageSize = getImageViewWidth(imageView);

					int reqWidth = imageSize.width;
					int reqHeight = imageSize.height;

					Bitmap bm = decodeSampledBitmapFromResource(path, reqWidth,
							reqHeight);
					addBitmapToLruCache(path, bm);
					ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
					holder.bitmap = getBitmapFromLruCache(path);
					holder.imageView = imageView;
					holder.path = path;
					Message message = Message.obtain();
					message.obj = holder;
					// Log.e(TAG, mHandler.sendMessage(message););
					mHandler.sendMessage(message);
					mPoolSemaphore.release();
				}
			});
		}

	}

這段代碼比較長,當然也是比較核心的代碼了

 

10-29行:首先將傳入imageView設置了path,然在初始化了一個mHandler用於設置imageView的bitmap,注意此時在UI線程,也就是這個mHandler發出的消息,會在UI線程中調用。可以看到在handleMessage中,我們從消息中取出ImageView,bitmap,path;然後將path與imageView的tag進行比較,防止圖片的錯位,最後設置bitmap;

31行:我們首先去從LruCache中去查找是否已經緩存了此圖片

32-40:如果找到了,則直接使用mHandler去發送消息,這裡使用了一個ImgBeanHolder去封裝了ImageView,Bitmap,Path這三個對象。然後更新執行handleMessage代碼去更新UI

43-66行:如果沒有存在緩存中,則創建一個Runnable對象作為任務,去執行addTask方法加入任務隊列

49行:getImageViewWidth根據ImageView獲取適當的圖片的尺寸,用於後面的壓縮圖片,代碼按順序貼下下面

54行:會根據計算的需要的寬和高,對圖片進行壓縮。代碼按順序貼下下面

56行:將壓縮後的圖片放入緩存

58-64行,創建消息,使用mHandler進行發送,更新UI

 

/**
	 * 根據ImageView獲得適當的壓縮的寬和高
	 * 
	 * @param imageView
	 * @return
	 */
	private ImageSize getImageViewWidth(ImageView imageView)
	{
		ImageSize imageSize = new ImageSize();
		final DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext()
				.getResources().getDisplayMetrics();
		final LayoutParams params = imageView.getLayoutParams();

		int width = params.width == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
				.getWidth(); // Get actual image width
		if (width <= 0)
			width = params.width; // Get layout width parameter
		if (width <= 0)
			width = getImageViewFieldValue(imageView, mMaxWidth); // Check
																	// maxWidth
																	// parameter
		if (width <= 0)
			width = displayMetrics.widthPixels;
		int height = params.height == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
				.getHeight(); // Get actual image height
		if (height <= 0)
			height = params.height; // Get layout height parameter
		if (height <= 0)
			height = getImageViewFieldValue(imageView, mMaxHeight); // Check
																		// maxHeight
																		// parameter
		if (height <= 0)
			height = displayMetrics.heightPixels;
		imageSize.width = width;
		imageSize.height = height;
		return imageSize;

	}

 

 

/**
	 * 根據計算的inSampleSize,得到壓縮後圖片
	 * 
	 * @param pathName
	 * @param reqWidth
	 * @param reqHeight
	 * @return
	 */
	private Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(String pathName,
			int reqWidth, int reqHeight)
	{
		// 第一次解析將inJustDecodeBounds設置為true,來獲取圖片大小
		final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
		options.inJustDecodeBounds = true;
		BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);
		// 調用上面定義的方法計算inSampleSize值
		options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth,
				reqHeight);
		// 使用獲取到的inSampleSize值再次解析圖片
		options.inJustDecodeBounds = false;
		Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);

		return bitmap;
	}
接下來看AddTask的代碼:

 

 

/**
	 * 添加一個任務
	 * 
	 * @param runnable
	 */
	private synchronized void addTask(Runnable runnable)
	{
		try
		{
			// 請求信號量,防止mPoolThreadHander為null
			if (mPoolThreadHander == null)
				mSemaphore.acquire();
		} catch (InterruptedException e)
		{
		}
		mTasks.add(runnable);
		mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
	}

可以看到,簡單把任務放入任務隊列,然後使用mPoolThreadHander發送一個消息到後台的loop中,後台的loop會取出消息執行:mThreadPool.execute(getTask());

 

execute執行的就是上面分析的Runnable中的run方法了。

注意一下:上述代碼中還會看到mPoolSemaphore這個信號量的身影,說下用處;因為調用addTask之後,會直接去從任務隊列取出一個任務,放入線程池,由於線程池內部其實也維持著一個隊列,那麼”從任務隊列取出一個任務”這個動作會瞬間完成,直接加入線程池維護的隊列中;這樣會造成比如用戶設置了調度隊列為LIFO,但是由於”從任務隊列取出一個任務”這個動作會瞬間完成,隊列中始終維持在空隊列的狀態,所以讓用戶感覺LIFO根本沒有效果;所以我按照用戶設置線程池工作線程的數量設置了一個信號量,這樣在保證任務執行完後,才會從任務隊列去取任務,使得LIFO有著很好的效果;有興趣的可以注釋了所有的mPoolSemaphore代碼,測試下就明白了。

到此代碼基本介紹完畢。細節還是很多的,後面會附上源碼,有興趣的研究下代碼,沒有興趣的,可以運行下代碼,如果感覺流暢性不錯,體驗不錯,可以作為工具類直接使用,使用也就getView裡面一行代碼。

 

貼一下效果圖,我手機最多的文件夾大概3000張圖片,加載速度還是相當相當流暢的:

/

真機錄的,有點丟幀,注意看效果圖,中間我瘋狂拖動滾動條,但是圖片基本還是瞬間顯示的。

說一下,FIFO如果設置為這個模式,在控件中不做處理的話,用戶拉的比較慢效果還是不錯的,但是用戶手機如果有個幾千張,瞬間拉到最後,最後一屏圖片的顯示可能需要喝杯茶了~當然了,大家可以在控件中做處理,要麼,拖動的時候不去加載圖片,停在來再加載。或者,當手機抬起,給了一個很大的加速度,屏幕還是很快的滑動時停止加載,停下時加載圖片。

LIFO這個模式可能用戶體驗會好很多,不管用戶拉多塊,最終停下來的那一屏圖片都會瞬間顯示~

最後掰一掰使用異步消息處理機制作為背後的子線程的好處,其實直接用一個子線程也可以實現,但是,這個子線程run中可能需要while(true)然後每隔200毫秒甚至更短的時間去查詢任務隊列是否有任務,沒有則Thread.sleep,然後再去查詢;這樣如果長時間沒有去添加任務,這個線程依然會不斷的去查詢;

而異步消息機制,只有在發送消息時才會去執行,當然更准確;當長時間沒有任務到達時,也不會去查詢,會一直阻塞在這;還有一點,這個機制Android內部實現的,怎麼也比我們搞個Thread穩定性、效率高吧~

 

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