1. Android進程
在瞭解Android線程之前得先了解一下Android的進程。當一個程序第一次啓動的時候,Android會啓動一個LINUX進程和一個主線程。默認的情況下,所有該程序的組件都將在該進程和線程中運行。同時,Android會爲每個應用程序分配一個單獨的LINUX用戶。Android會盡量保留一個正在運行進程,只在內存資源出現不足時,Android會嘗試停止一些進程從而釋放足夠的資源給其他新的進程使用, 也能保證用戶正在訪問的當前進程有足夠的資源去及時地響應用戶的事件。Android會根據進程中運行的組件類別以及組件的狀態來判斷該進程的重要性,Android會首先停止那些不重要的進程。按照重要性從高到低一共有五個級別:
-
前臺進程
前臺進程是用戶當前正在使用的進程。只有一些前臺進程可以在任何時候都存在。他們是最後一個被結束的,當內存低到根本連他們都不能運行的時候。一般來說, 在這種情況下,設備會進行內存調度,中止一些前臺進程來保持對用戶交互的響應。 -
可見進程
可見進程不包含前臺的組件但是會在屏幕上顯示一個可見的進程是的重要程度很高,除非前臺進程需要獲取它的資源,不然不會被中止。 -
服務進程
運行着一個通過startService() 方法啓動的service,這個service不屬於上面提到的2種更高重要性的。service所在的進程雖然對用戶不是直接可見的,但是他們執行了用戶非常關注的任務(比如播放mp3,從網絡下載數據)。只要前臺進程和可見進程有足夠的內存,系統不會回收他們。 -
後臺進程
運行着一個對用戶不可見的activity(調用過 onStop() 方法).這些進程對用戶體驗沒有直接的影響,可以在服務進程、可見進程、前臺進 程需要內存的時候回收。通常,系統中會有很多不可見進程在運行,他們被保存在LRU (least recently used) 列表中,以便內存不足的時候被第一時間回收。如果一個activity正 確的執行了它的生命週期,關閉這個進程對於用戶體驗沒有太大的影響。 -
空進程
未運行任何程序組件。運行這些進程的唯一原因是作爲一個緩存,縮短下次程序需要重新使用的啓動時間。系統經常中止這些進程,這樣可以調節程序緩存和系統緩存的平衡。
Android 對進程的重要性評級的時候,選取它最高的級別。另外,當被另外的一個進程依賴的時候,某個進程的級別可能會增高。一個爲其他進程服務的進程永遠不會比被服務的進程重要級低。因爲服務進程比後臺activity進程重要級高,因此一個要進行耗時工作的activity最好啓動一個service來做這個工作,而不是開啓一個子進程――特別是這個操作需要的時間比activity存在的時間還要長的時候。例如,在後臺播放音樂,向網上上傳攝像頭拍到的圖片,使用service可以使進程最少獲取到“服務進程”級別的重要級,而不用考慮activity目前是什麼狀態。broadcast receivers做費時的工作的時候,也應該啓用一個服務而不是開一個線程。
2. 單線程模型
當一個程序第一次啓動時,Android會同時啓動一個對應的主線程(Main Thread),主線程主要負責處理與UI相關的事件,如用戶的按鍵事件,用戶接觸屏幕的事件以及屏幕繪圖事件,並把相關的事件分發到對應的組件進行處理。所以主線程通常又被叫做UI線程。在開發Android應用時必須遵守單線程模型的原則: Android UI操作並不是線程安全的並且這些操作必須在UI線程中執行。
2.1 子線程更新UI
Android的UI是單線程(Single-threaded)的。爲了避免拖住GUI,一些較費時的對象應該交給獨立的線程去執行。如果幕後的線程來執行UI對象,Android就會發出錯誤訊息 CalledFromWrongThreadException。以後遇到這樣的異常拋出時就要知道怎麼回事了!
2.2 Message Queue
在單線程模型下,爲了解決類似的問題,Android設計了一個Message Queue(消息隊列), 線程間可以通過該Message Queue並結合Handler和Looper組件進行信息交換。下面將對它們進行分別介紹:
對於子線程使用Looper,API Doc提供了正確的使用方法:
- class LooperThread extends Thread {
- public Handler mHandler;
- public void run() {
- Looper.prepare(); //創建本線程的Looper並創建一個MessageQueue
- mHandler = new Handler() {
- public void handleMessage(Message msg) {
- // process incoming messages here
- }
- };
- Looper.loop(); //開始運行Looper,監聽Message Queue
- }
- }
這個Message機制的大概流程:
1. 在Looper.loop()方法運行開始後,循環地按照接收順序取出Message Queue裏面的非NULL的Message。
2. 一開始Message Queue裏面的Message都是NULL的。當Handler.sendMessage(Message)到Message Queue,該函數裏面設置了那個Message對象的target屬性是當前的Handler對象。隨後Looper取出了那個Message,則調用該Message的target指向的Hander的dispatchMessage函數對Message進行處理。
在dispatchMessage方法裏,如何處理Message則由用戶指定,三個判斷,優先級從高到低:
1) Message裏面的Callback,一個實現了Runnable接口的對象,其中run函數做處理工作;
2) Handler裏面的mCallback指向的一個實現了Callback接口的對象,由其handleMessage進行處理;
3) 處理消息Handler對象對應的類繼承並實現了其中handleMessage函數,通過這個實現的handleMessage函數處理消息。
由此可見,我們實現的handleMessage方法是優先級最低的!
3. Handler處理完該Message (update UI) 後,Looper則設置該Message爲NULL,以便回收!
現在來看一個例子,模擬從網絡獲取數據,加載到ListView的過程:
- public class ListProgressDemo extends ListActivity {
- @Override
- public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.listprogress);
- ((Button) findViewById(R.id.load_Handler)).setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
- @Override
- public void onClick(View view) {
- data = null;
- data = new ArrayList<String>();
- adapter = null;
- showDialog(PROGRESS_DIALOG);
- new ProgressThread(handler, data).start();
- }
- });
- }
- @Override
- protected Dialog onCreateDialog(int id) {
- switch(id) {
- case PROGRESS_DIALOG:
- return ProgressDialog.show(this, "",
- "Loading. Please wait...", true);
- default: return null;
- }
- }
- private class ProgressThread extends Thread {
- private Handler handler;
- private ArrayList<String> data;
- public ProgressThread(Handler handler, ArrayList<String> data) {
- this.handler = handler;
- this.data = data;
- }
- @Override
- public void run() {
- for (int i=0; i<8; i++) {
- data.add("ListItem"); //後臺數據處理
- try {
- Thread.sleep(100);
- }catch(InterruptedException e) {
- Message msg = handler.obtainMessage();
- Bundle b = new Bundle();
- b.putInt("state", STATE_ERROR);
- msg.setData(b);
- handler.sendMessage(msg);
- }
- }
- Message msg = handler.obtainMessage();
- Bundle b = new Bundle();
- b.putInt("state", STATE_FINISH);
- msg.setData(b);
- handler.sendMessage(msg);
- }
- }
- // 此處甚至可以不需要設置Looper,因爲Handler默認就使用當前線程的Looper
- private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
- public void handleMessage(Message msg) { // 處理Message,更新ListView
- int state = msg.getData().getInt("state");
- switch(state){
- case STATE_FINISH:
- dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
- Toast.makeText(getApplicationContext(),
- "加載完成!",
- Toast.LENGTH_LONG)
- .show();
- adapter = new ArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
- android.R.layout.simple_list_item_1,
- data );
- setListAdapter(adapter);
- break;
- case STATE_ERROR:
- dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
- Toast.makeText(getApplicationContext(),
- "處理過程發生錯誤!",
- Toast.LENGTH_LONG)
- .show();
- adapter = new ArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
- android.R.layout.simple_list_item_1,
- data );
- setListAdapter(adapter);
- break;
- default:
- }
- }
- };
- private ArrayAdapter<String> adapter;
- private ArrayList<String> data;
- private static final int PROGRESS_DIALOG = 1;
- private static final int STATE_FINISH = 1;
- private static final int STATE_ERROR = -1;
- }
這個例子,我自己寫完後覺得還是有點亂,要稍微整理才能看明白線程間交互的過程以及數據的前後變化。隨後瞭解到AsyncTask類,相應修改後就很容易明白了!
2.3 AsyncTask
- ((Button) findViewById(R.id.load_AsyncTask)).setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
- @Override
- public void onClick(View view) {
- data = null;
- data = new ArrayList<String>();
- adapter = null;
- //顯示ProgressDialog放到AsyncTask.onPreExecute()裏
- //showDialog(PROGRESS_DIALOG);
- new ProgressTask().execute(data);
- }
- });
- private class ProgressTask extends AsyncTask<ArrayList<String>, Void, Integer> {
- /* 該方法將在執行實際的後臺操作前被UI thread調用。可以在該方法中做一些準備工作,如在界面上顯示一個進度條。*/
- @Override
- protected void onPreExecute() {
- // 先顯示ProgressDialog
- showDialog(PROGRESS_DIALOG);
- }
- /* 執行那些很耗時的後臺計算工作。可以調用publishProgress方法來更新實時的任務進度。 */
- @Override
- protected Integer doInBackground(ArrayList<String>... datas) {
- ArrayList<String> data = datas[0];
- for (int i=0; i<8; i++) {
- data.add("ListItem");
- }
- return STATE_FINISH;
- }
- /* 在doInBackground 執行完成後,onPostExecute 方法將被UI thread調用,
- * 後臺的計算結果將通過該方法傳遞到UI thread.
- */
- @Override
- protected void onPostExecute(Integer result) {
- int state = result.intValue();
- switch(state){
- case STATE_FINISH:
- dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
- Toast.makeText(getApplicationContext(),
- "加載完成!",
- Toast.LENGTH_LONG)
- .show();
- adapter = new ArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
- android.R.layout.simple_list_item_1,
- data );
- setListAdapter(adapter);
- break;
- case STATE_ERROR:
- dismissDialog(PROGRESS_DIALOG);
- Toast.makeText(getApplicationContext(),
- "處理過程發生錯誤!",
- Toast.LENGTH_LONG)
- .show();
- adapter = new ArrayAdapter<String>(getApplicationContext(),
- android.R.layout.simple_list_item_1,
- data );
- setListAdapter(adapter);
- break;
- default:
- }
- }
Android另外提供了一個工具類:AsyncTask。它使得UI thread的使用變得異常簡單。它使創建需要與用戶界面交互的長時間運行的任務變得更簡單,不需要藉助線程和Handler即可實現。