UI線程及Android的單線程模型原則
當應用啓動,系統會創建一個主線程(main thread)。
這個主線程負責向UI組件分發事件(包括繪製事件),也是在這個主線程裏,你的應用和Android的UI組件(components from the Android UI toolkit (components from the android.widget and android.view packages))發生交互。
所以main thread也叫UI thread也即UI線程。
系統不會爲每個組件單獨創建線程,在同一個進程裏的UI組件都會在UI線程裏實例化,系統對每一個組件的調用都從UI線程分發出去。
結果就是,響應系統回調的方法(比如響應用戶動作的onKeyDown()和各種生命週期回調)永遠都是在UI線程裏運行。
當App做一些比較重(intensive)的工作的時候,除非你合理地實現,否則單線程模型的performance會很poor。
特別的是,如果所有的工作都在UI線程,做一些比較耗時的工作比如訪問網絡或者數據庫查詢,都會阻塞UI線程,導致事件停止分發(包括繪製事件)。對於用戶來說,應用看起來像是卡住了,更壞的情況是,如果UI線程blocked的時間太長(大約超過5秒),用戶就會看到ANR(application not responding)的對話框。
另外,Andoid UI toolkit並不是線程安全的,所以你不能從非UI線程來操縱UI組件。你必須把所有的UI操作放在UI線程裏,所以Android的單線程模型有兩條原則:
1.不要阻塞UI線程。
2.不要在UI線程之外訪問Android UI toolkit(主要是這兩個包中的組件:android.widget
and
android.view)。
使用Worker線程
根據單線程模型的兩條原則,首先,要保證應用的響應性,不能阻塞UI線程,所以當你的操作不是即時的那種(not instantaneous),你應該把他們放進單另的線程中(叫做background或者叫worker線程)。
比如點擊按鈕後,下載一個圖片然後在ImageView中展示:
public void onClick(View v) { new Thread(new Runnable() { public void run() { Bitmap b = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png"); mImageView.setImageBitmap(b); } }).start(); }
這段代碼用新的線程來處理網絡操作,但是它違反了第二條原則:
Do not access the Android UI toolkit from outside the UI thread.
從非UI線程訪問UI組件會導致未定義和不能預料的行爲。
爲了解決這個問題,Android提供了一些方法,從其他線程訪問UI線程:
比如,上面這段代碼可以這麼改:
public void onClick(View v) { new Thread(new Runnable() { public void run() { final Bitmap bitmap = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png"); mImageView.post(new Runnable() { public void run() { mImageView.setImageBitmap(bitmap); } }); } }).start(); }
這麼改之後就是線程安全的了。
但是,當操作變得複雜的時候,這種代碼會變得非常複雜,爲了處理非UI線程和UI線程之間更加複雜的交互,可以考慮在worker線程中使用一個Handler
,來處理UI線程中傳來的消息。
也可以繼承這個類AsyncTask 。
Communicating with the UI Thread
只有在UI線程中的對象才能操作UI線程中的對象,爲了將非UI線程中的數據傳送到UI線程,可以使用一個 Handler運行在UI線程中。
Handler是Android framework中管理線程的部分,一個Handler對象負責接收消息然後處理消息。
你可以爲一個新的線程創建一個Handler,也可以創建一個Handler然後將它和已有線程連接。
如果你將一個Handler和你的UI線程連接,處理消息的代碼就將會在UI線程中執行。
可以在你創建線程池的類的構造方法中實例化Handler的對象,然後用全局變量存儲這個對象。
要和UI線程連接,實例化Handler的時候應該使用Handler(Looper)
這個構造方法。
這個構造方法使用了一個 Looper
對象,這是Android系統中線程管理的framework的另一個部分。
當你用一個特定的 Looper
實例來創建一個 Handler時,這個 Handler就運行在這個 Looper
的線程中。
在Handler中,要覆寫handleMessage()
方法。Android系統會在Handler管理的相應線程收到新消息時調用這個方法。
一個特定線程的所有Handler對象都會收到同樣的方法。(這是一個“一對多”的關係)。