Android UI线程和非UI线程
2015-08-12 15:49
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UI线程及Android的单线程模型原则
当应用启动,系统会创建一个主线程(main thread)。这个主线程负责向UI组件分发事件(包括绘制事件),也是在这个主线程里,你的应用和Android的UI组件(components from the Android UI toolkit (components from the android.widget and android.view packages))发生交互。
所以main thread也叫UI thread也即UI线程。
系统不会为每个组件单独创建线程,在同一个进程里的UI组件都会在UI线程里实例化,系统对每一个组件的调用都从UI线程分发出去。
结果就是,响应系统回调的方法(比如响应用户动作的onKeyDown()和各种生命周期回调)永远都是在UI线程里运行。
当App做一些比较重(intensive)的工作的时候,除非你合理地实现,否则单线程模型的performance会很poor。
特别的是,如果所有的工作都在UI线程,做一些比较耗时的工作比如访问网络或者数据库查询,都会阻塞UI线程,导致事件停止分发(包括绘制事件)。对于用户来说,应用看起来像是卡住了,更坏的情况是,如果UI线程blocked的时间太长(大约超过5秒),用户就会看到ANR(application
not responding)的对话框。
另外,Andoid UI toolkit并不是线程安全的,所以你不能从非UI线程来操纵UI组件。你必须把所有的UI操作放在UI线程里,所以Android的单线程模型有两条原则:
1.不要阻塞UI线程。
2.不要在UI线程之外访问Android UI toolkit(主要是这两个包中的组件:
android.widgetand android.view)。
使用Worker线程
根据单线程模型的两条原则,首先,要保证应用的响应性,不能阻塞UI线程,所以当你的操作不是即时的那种(not instantaneous),你应该把他们放进单另的线程中(叫做background或者叫worker线程)。比如点击按钮后,下载一个图片然后在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(); }
这段代码用新的线程来处理网络操作,但是它违反了第二条原则:
Do not access the Android UI toolkit from outside the UI thread.
从非UI线程访问UI组件会导致未定义和不能预料的行为。
为了解决这个问题,Android提供了一些方法,从其他线程访问UI线程:
Activity.runOnUiThread(Runnable)
View.post(Runnable)
View.postDelayed(Runnable,
long)
比如,上面这段代码可以这么改:
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(); }
这么改之后就是线程安全的了。
但是,当操作变得复杂的时候,这种代码会变得非常复杂,为了处理非UI线程和UI线程之间更加复杂的交互,可以考虑在worker线程中使用一个
Handler,来处理UI线程中传来的消息。
也可以继承这个类AsyncTask 。
Communicating with the UI Thread
只有在UI线程中的对象才能操作UI线程中的对象,为了将非UI线程中的数据传送到UI线程,可以使用一个 Handler运行在UI线程中。Handler是Android framework中管理线程的部分,一个Handler对象负责接收消息然后处理消息。
你可以为一个新的线程创建一个Handler,也可以创建一个Handler然后将它和已有线程连接。
如果你将一个Handler和你的UI线程连接,处理消息的代码就将会在UI线程中执行。
可以在你创建线程池的类的构造方法中实例化Handler的对象,然后用全局变量存储这个对象。
要和UI线程连接,实例化Handler的时候应该使用
Handler(Looper)这个构造方法。
这个构造方法使用了一个
Looper对象,这是Android系统中线程管理的framework的另一个部分。
当你用一个特定的
Looper实例来创建一个 Handler时,这个 Handler就运行在这个
Looper的线程中。
在Handler中,要覆写
handleMessage()方法。Android系统会在Handler管理的相应线程收到新消息时调用这个方法。
一个特定线程的所有Handler对象都会收到同样的方法。(这是一个“一对多”的关系)。
对UI线程的补充
当应用程序启动后,系统创建了一个叫做“main”的线程。主线程,也叫UI线程,非常重要,因为它负责分发事件给构件,包括绘制事件。也是这个线程,在这里才能与Android
UI工具包中的组件进行交互。
例如,当你触摸屏幕上的一个按钮时,UI线程会分发一个触摸事件给构件,然后,构件会设定自己为被按下的状态,并抛出一个显示无效的请求给事件队列。UI线程队列请求并通知构件绘制自己。
单线程模型会导致性能低下,除非你的程序很好地实现。特别是,当所有的操作都在单一的线程中进行,耗时的操作(如网络访问、数据查询)会阻塞UI。在耗时操作执行时,没有任何事件可以分发,包括绘制的事件。从用户的视觉来看,应用程序被挂起了。更糟糕的是,如果UI线程阻塞超过一定的时间(现在大约是5秒钟),系统会给用户呈现一个糟糕的“应用程序无响应”(ANR)对话框。
如果你想看这有多糟糕,你可以写一个简单的应用程序,在一个Button的OnClickListener函数中调用Thread.sleep(2000)。按钮在回到它正常状态之前,保持被按下的状态2秒钟。当这种情况发生时,用户很容易认为应用程序慢。
总之,对于应用程序UI的响应性来说,保证UI线程不被阻塞是至关重要的。如果你有耗时的操作,你应该确保在另外的线程(后台或工作者线程)中执行。
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