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Android 不可缺少的异步（Thread、Handler、AsyncTask)

2013-01-30 21:50 453 查看

很多初入Android或Java开发的新手（我也在内）对Thread、Looper、Handler和Message仍然比较迷惑，衍生的有HandlerThread、java.util.concurrent、Task、AsyncTask由于目前市面上的书籍等资料都没有谈到这些问题，今天就这一问题做更系统性的总结。我们创建的Service、Activity以及Broadcast均是一个主线程处理，这里我们可以理解为UI线程。但是在操作一些耗时操作时，比如I/O读写的大文件读写，数据库操作以及网络下载需要很长时间，为了不阻塞用户界面，出现ANR的响应提示窗口，这个时候我们可以考虑使用Thread线程来解决。

首先使用一个实例来解释几个异步之间的关系：

实例内容：从网络上下载图片

此实例由Sundy讲解Android视频提供的，地址：http://www.verycd.com/topics/2900036/

XML代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent"

android:orientation="vertical">

<ScrollView android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent">

<LinearLayout android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent" android:orientation="vertical">

<ImageView android:id="@+id/imageThreadConcept"

android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content">    </ImageView>

<Button android:text="Work Threads" android:id="@+id/buttonWorkThread"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content"></Button>

<Button android:text="Work Threads2" android:id="@+id/buttonWorkThread2"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content"></Button>

<Button android:text="Work Threads3" android:id="@+id/buttonWorkThread3"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content"></Button>

<Button android:text="Work AsyncTask" android:id="@+id/buttonWorkThread4"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content"></Button>

</LinearLayout>

</ScrollView>

</LinearLayout>

复制代码
Java代码：

public class LoadImageTest extends Activity{

private static final String TAG = "LoadImageTest";

private ImageView mImageView = null ;

//从网络上下载图片 .

private final String IMAGE1_URL = "http://image.91rb.com/200905/27/9/34b5b080ac80661657946eaa51566d03.jpg" ;

private final String IMAGE3_URL = "http://m.ztwan.com/wallpaper/UploadPic/2010/8/28/201082811538894.jpg" ;

private final String IMAGE4_URL = "http://m.ztwan.com/wallpaper/UploadPic/2010/8/28/20108280578236.jpg" ;

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

this.setContentView(R.layout.load_imagetest)  ;

mImageView = (ImageView)this.findViewById(R.id.imageThreadConcept) ;

/方法1、直接在UI线程中加载网络图片

findViewById(R.id.buttonWorkThread).setOnClickListener(new OnClickListener(){

public void onClick(View v) {

// 这只方式直接在网络中得到一张图片，因数据量比较小，在UI线程中执行，并不会造成用户视觉上的等待，如果数据量庞大，不采用这中方式

Drawable drawable = loadImageFromNetwork(IMAGE1_URL);

            mImageView.setImageDrawable(drawable) ;

}})  ;

/方法2、java习惯，在android不推荐使用，使得使用线程不安全

findViewById(R.id.buttonWorkThread2).setOnClickListener(new OnClickListener(){

public void onClick(View v) {

// 在Android中是灰常不建议这样做的，这样做极易出现异常

new Thread(new Runnable(){

public void run() {

Drawable drawable = loadImageFromNetwork(IMAGE1_URL);

mImageView.setImageDrawable(drawable) ;

}

}).start()  ;

}})  ;

//3. load image in new thread , but set imageview by View.post(Runnable)

            //方法3、创建一个新的线程，( Runnable + Handler.postDelayed(runnable,time) )

findViewById(R.id.buttonWorkThread3).setOnClickListener(new OnClickListener(){

public void onClick(View v) {

new Thread(new Runnable(){

Drawable drawable = loadImageFromNetwork(IMAGE3_URL);

public void run() {

            mImageView.post(new Runnable(){



public void run() {

mImageView.setImageDrawable(drawable) ;

}}) ;

}

}).start()  ;

}})  ;

//4. load image in new thread , but set imageview by AsyncTask

            //方法4、使用AsyncTask，AsyncTask是在Android 1.5后引入的，能够更安全的使用线程，在下面，将会再用一个实例来分析AsyncTask

findViewById(R.id.buttonWorkThread4).setOnClickListener(new OnClickListener(){

public void onClick(View v) {

// 不可缺少的异步，当数据量庞大时，耗时的操作时就使用这种方式吧。

//IMAGE4_URL 是执行传入的参数

new DownloadImageTask().execute(IMAGE4_URL) ;

}})  ;

}

//Async private class

private class DownloadImageTask extends AsyncTask<String, Void, Drawable> {

      /** The system calls this to perform work in a worker thread and

      * delivers it the parameters given to AsyncTask.execute() */

      protected Drawable doInBackground(String... urls) {

         return loadImageFromNetwork(urls[0]);

      }



      /** The system calls this to perform work in the UI thread and delivers

      * the result from doInBackground() */

      protected void onPostExecute(Drawable result) {

         mImageView.setImageDrawable(result);

      }

}

// the Drawable loadImage main function

private Drawable loadImageFromNetwork(String imageUrl)

{

Drawable drawable = null;

try {

drawable = Drawable.createFromStream(

new URL(imageUrl).openStream(), "image.gif");

} catch (IOException e) {

Log.d(TAG, e.getMessage());

}

if (drawable == null) {

Log.d(TAG, "null drawable");

} else {

Log.d(TAG, "not null drawable");

}

return drawable ;

}

}

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效果：

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在独立线程中进行地理位置编码：本实例来自于Pro Android2 精通Android 2

XML代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent">

<com.google.android.maps.MapView

android:id="@+id/geoMap" android:clickable="true"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="450px"

android:apiKey="PUT YOUR MAP API KEY" />

<LinearLayout android:layout_width="fill_parent"

android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_height="wrap_content"

android:orientation="vertical">

<EditText android:layout_width="fill_parent" android:id="@+id/location"

android:layout_height="wrap_content" android:text="tian an meng" />

<Button android:id="@+id/geocodeBtn" android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content" android:text="Find Location" />

</LinearLayout>

</RelativeLayout>

复制代码
Java代码：

public class GeocodingDemoActivity extends MapActivity {

public static final String TAG = "GeocodingDemoActivity";

Geocoder geocoder = null;

MapController mMapController;

public MapView mapView;

ProgressDialog progDialog = null;

List<Address> addressList = null;

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.geocode);

int lat = (int) (31.83659536 * 1000000);

int lng = (int) (117.1912658 * 1000000);

mapView = (MapView) findViewById(R.id.geoMap);

mMapController = mapView.getController();

GeoPoint curpt = new GeoPoint(lat, lng);

mMapController.animateTo(curpt);

mapView.setBuiltInZoomControls(true);

mMapController.setZoom(15);

geocoder = new Geocoder(this);

Button geoBtn = (Button) findViewById(R.id.geocodeBtn);

geoBtn.setOnClickListener(new OnClickListener() {

public void onClick(View view) {

EditText loc = (EditText) findViewById(R.id.location);

String locationName = loc.getText().toString();

progDialog = ProgressDialog.show(GeocodingDemoActivity.this,

"Processing...", "Finding Location...", true, false);

findLocation(locationName);

}

});

}

protected boolean isLocationDisplayed() {

return false;

}

protected boolean isRouteDisplayed() {

return false;

}

private void findLocation(final String locationName) {

//使用一个新的线程来实现地理位置的编码

Thread thrd = new Thread() {

public void run() {

try {

// do backgrond work

addressList = geocoder.getFromLocationName(locationName, 5);

// send message to handler to process results

uiCallback.sendEmptyMessage(0);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

};

thrd.start();

}

// ui thread callback handler

private Handler uiCallback = new Handler() {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

progDialog.dismiss();

//打印出本线程的ID

Log.i(TAG, "Handler Thread :" + Thread.currentThread().getId());

if (addressList != null && addressList.size() > 0) {

int lat = (int) (addressList.get(0).getLatitude() * 1000000);

int lng = (int) (addressList.get(0).getLongitude() * 1000000);

GeoPoint pt = new GeoPoint(lat, lng);

mapView.getController().setZoom(15);

mapView.getController().setCenter(pt);

} else {

Dialog foundNothingDlg = new AlertDialog.Builder(

GeocodingDemoActivity.this).setIcon(0)

.setTitle("Failed to Find Location")

.setPositiveButton("Ok", null)

.setMessage("Location Not Found...").create();

foundNothingDlg.show();

}

}

};

}

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下面详解  AsyncTask的使用，学习一个方法前，应该很仔细的看官方的文档，这样我们会对它的机制更熟悉一些，再参考一些具体的实例，加深理解，

下面的一个实例使用AsyncTask加载一个网页的内容，并可有进度条显示加载的进度。实例来源于网络，作者还没找到：

XML代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent">

<Button android:id="@+id/execute" android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="wrap_content" android:text="execute" />

<Button android:id="@+id/cancel" android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="wrap_content" android:enabled="false"

android:text="cancel" />

<ProgressBar android:id="@+id/progress_bar"

android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content"

android:progress="0" android:max="100"

style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal" />

<ScrollView android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="wrap_content">

<TextView android:id="@+id/text_view" android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="wrap_content" />

</ScrollView>

</LinearLayout>

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Java代码：

public class AsyncTaskTset extends Activity {

private static final String TAG = "ASYNC_TASK";

private static final String URL = "http://www.google.com.hk/";

private Button execute;

private Button cancel;

private ProgressBar progressBar;

private TextView textView;

private MyTask mTask;

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

      super.onCreate(savedInstanceState);

      setContentView(R.layout.asynctask);



      execute = (Button) findViewById(R.id.execute);

      execute.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

public void onClick(View v) {

//注意每次需new一个实例,新建的任务只能执行一次,否则会出现异常

mTask = new MyTask();

mTask.execute(URL);

execute.setEnabled(false);

cancel.setEnabled(true);

}

});

      cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);

      cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

public void onClick(View v) {

//取消一个正在执行的任务,onCancelled方法将会被调用

mTask.cancel(true);

}

});

      progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);

      textView = (TextView) findViewById(R.id.text_view);



}

//三个参数

/**

   * 1、Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL

   * 2、Progress 后台任务执行的百分比

   * 3、Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String，也可以是一个image

   */

private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {

//onPreExecute方法用于在执行后台任务前做一些UI操作

protected void onPreExecute() {

Log.i(TAG, "onPreExecute() called");

textView.setText("loading...");

}

//doInBackground方法内部执行后台任务,不可在此方法内修改UI

protected String doInBackground(String... params) {

Log.i(TAG, "doInBackground(Params... params) called");

try {

HttpClient client = new DefaultHttpClient();

HttpGet get = new HttpGet(params[0]);

HttpResponse response = client.execute(get);

if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK) {

HttpEntity entity = response.getEntity();

InputStream is = entity.getContent();

long total = entity.getContentLength();

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

byte[] buf = new byte[1024];

int count = 0;

int length = -1;

while ((length = is.read(buf)) != -1) {

baos.write(buf, 0, length);

count += length;

//调用publishProgress公布进度,最后onProgressUpdate方法将被执行

publishProgress((int) ((count / (float) total) * 100));

//为了演示进度,休眠500毫秒

Thread.sleep(500);

}

return new String(baos.toByteArray(), "gb2312");

}

} catch (Exception e) {

Log.e(TAG, e.getMessage());

}

return null;

}

//onProgressUpdate方法用于更新进度信息

protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {

Log.i(TAG, "onProgressUpdate(Progress... progresses) called");

progressBar.setProgress(progresses[0]);

textView.setText("loading..." + progresses[0] + "%");

}

//onPostExecute方法用于在执行完后台任务后更新UI,显示结果

protected void onPostExecute(String result) {

Log.i(TAG, "onPostExecute(Result result) called");

textView.setText(result);

execute.setEnabled(true);

cancel.setEnabled(false);

}

//onCancelled方法用于在取消执行中的任务时更改UI

protected void onCancelled() {

Log.i(TAG, "onCancelled() called");

textView.setText("cancelled");

progressBar.setProgress(0);

execute.setEnabled(true);

cancel.setEnabled(false);

}

}

}

复制代码
一、补充知识点：

摘录于：http://www.android123.com.cn/androidkaifa/422.html

1. 对于线程中的刷新一个View为基类的界面，可以使用postInvalidate()方法在线程中来处理，其中还提供了一些重写方法比如postInvalidate(intleft,int top,int right,int bottom) 来刷新一个矩形区域，以及延时执行，比如postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds)或postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds,intleft,int top,int right,int
bottom) 方法，其中第一个参数为毫秒

2. 当然推荐的方法是通过一个Handler来处理这些，可以在一个线程的run方法中调用handler对象的 postMessage或sendMessage方法来实现，Android程序内部维护着一个消息队列，会轮训处理这些，如果你是Win32程序员可以很好理解这些消息处理，不过相对于Android来说没有提供 PreTranslateMessage这些干涉内部的方法。

3. Looper又是什么呢? ，其实Android中每一个Thread都跟着一个Looper，Looper可以帮助Thread维护一个消息队列，但是Looper和Handler没有什么关系，我们从开源的代码可以看到Android还提供了一个Thread继承类HanderThread可以帮助我们处理，在HandlerThread对象中可以通过getLooper方法获取一个Looper对象控制句柄，我们可以将其这个Looper对象映射到一个Handler中去来实现一个线程同步机制，Looper对象的执行需要初始化Looper.prepare方法就是昨天我们看到的问题，同时推出时还要释放资源，使用Looper.release方法。

4.Message 在Android是什么呢? 对于Android中Handler可以传递一些内容，通过Bundle对象可以封装String、Integer以及Blob二进制对象，我们通过在线程中使用Handler对象的sendEmptyMessage或sendMessage方法来传递一个Bundle对象到Handler处理器。对于Handler类提供了重写方法handleMessage(Message msg) 来判断，通过msg.what来区分每条信息。将Bundle解包来实现Handler类更新UI线程中的内容实现控件的刷新操作。相关的Handler对象有关消息发送sendXXXX相关方法如下，同时还有postXXXX相关方法，这些和Win32中的道理基本一致，一个为发送后直接返回，一个为处理后才返回
.

5. java.util.concurrent对象分析，对于过去从事Java开发的程序员不会对Concurrent对象感到陌生吧，他是JDK 1.5以后新增的重要特性作为掌上设备，我们不提倡使用该类，考虑到Android为我们已经设计好的Task机制，这里不做过多的赘述，相关原因参考下面的介绍:

6. 在Android中还提供了一种有别于线程的处理方式，就是Task以及AsyncTask，从开源代码中可以看到是针对Concurrent的封装，开发人员可以方便的处理这些异步任务。

二、可能涉及到得面试题：handler机制的原理

andriod提供了 Handler 和 Looper 来满足线程间的通信。Handler 先进先出原则。Looper类用来管理特定线程内对象之间的消息交换(Message Exchange)。

1）Looper: 一个线程可以产生一个Looper对象，由它来管理此线程里的Message Queue(消息队列)。

2）Handler: 你可以构造Handler对象来与Looper沟通，以便push新消息到Message Queue里；或者接收Looper从Message Queue取出)所送来的消息。

3） Message Queue(消息队列):用来存放线程放入的消息。

4）线程：UI thread 通常就是main thread，而Android启动程序时会替它建立一个Message Queue。

如要要更加深入的了解，可以参考Sundy的视频讲解。

TestDemo.rar

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