Android 多線程編程的總結(jié)
2018-07-20 來(lái)源：編程學(xué)習(xí)網(wǎng)
前言
這幾天在研究Android的多線程方面的知識(shí)，閱讀了許多大牛的文章，發(fā)現(xiàn)Android的多線程方式挺多的，關(guān)于各種方式的優(yōu)缺點(diǎn)也都各有看法，所以這部分的知識(shí)還是很容易令人覺(jué)得混亂的，所以自己梳理了相關(guān)知識(shí)，用自己的角度去簡(jiǎn)單總結(jié)這些知識(shí)，鞏固自己知識(shí)的同時(shí)也希望幫助到其他人。
首先，從兩個(gè)問(wèn)題入手：我們?yōu)槭裁葱枰嗑�程機(jī)制？什么時(shí)候需要到多線程？
答：1、因?yàn)锳ndroid官方明確聲明在多線程編程時(shí)有兩大原則：第一、不要阻塞UI線程（即主線程，下文兩個(gè)稱呼可互換）、第二、不要在UI線程之外訪問(wèn)UI組件。這個(gè)話題是老生常談了，想必很多人都明白個(gè)中緣由。
2、我對(duì)多線程的使用情況歸結(jié)為主要有兩種情況：第一、將任務(wù)從主線程拋到工作線程，第二種情況是將任務(wù)從工作線程拋到主線程。這兩種情況其實(shí)跟上面兩個(gè)原則是對(duì)應(yīng)的。當(dāng)我們有耗時(shí)的任務(wù)，如果在UI線程中執(zhí)行，那就會(huì)阻塞UI線程了，必須要拋到工作線程中去執(zhí)行；而當(dāng)我們要更新UI組件時(shí)，就一定得在UI線程里執(zhí)行了，所以就得把在工作線程中執(zhí)行的任務(wù)結(jié)果返回到UI線程中去更新組件了。
一、將任務(wù)從工作線程拋到主線程
我們先從一段代碼開(kāi)始
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
button = (Button) findViewById(R.id.button);
text = (TextView) findViewById(R.id.text);//耗時(shí)任務(wù)完成時(shí)在該TextView上顯示文本
mRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);//模擬耗時(shí)任務(wù)
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
text.setText("Task Done!!");//在非UI線程之外去訪問(wèn)UI組件
}
};
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
Thread thread = new Thread(mRunnable);
thread.start();
}
});
}
布局上只定義了一個(gè)Button和TextView,Button按下時(shí)會(huì)開(kāi)啟一個(gè)新線程執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)，任務(wù)完成后更新TextView的文本。有點(diǎn)基礎(chǔ)的都能明白這段代碼是有問(wèn)題的，因?yàn)樗诜荱I線程之外去訪問(wèn)UI組件了。
那這個(gè)時(shí)候就得想辦法讓text.setText("Task Done!!");這句代碼拋到UI線程中去執(zhí)行了。對(duì)此，我們大概有四種方法，下面分別演示。
有如下5種方式
1、Handler.sendXXXMessage()等方法
首先是在上面的Activity中定義一個(gè)Handler
Handler mHandler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg){ if(msg.what == 0x123){ text.setText("Task Done!!"); } } };
然后將工作線程的代碼改為下面的樣子
mRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);//模擬耗時(shí)任務(wù)
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mHandler.sendEmptyMessage(0x123);//關(guān)于發(fā)消息的方法有很多,比如sendMessage(Message msg),sendMessageDelayed(Message msg, long delayMills)等等，可按具體需求選擇，這里不作擴(kuò)展
}
};
這樣程序運(yùn)行起來(lái)后就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了。
關(guān)于Handler的底層機(jī)制網(wǎng)上有非常多文章作了詳細(xì)的描述，比如有張鴻洋的Android 異步消息處理機(jī)制 讓你深入理解 Looper、Handler、Message三者關(guān)系，這里也小小地提一下，為后面的內(nèi)容做一些必要的鋪墊。
一個(gè)線程只有一個(gè)Looper, 而一個(gè)Looper持有一個(gè)MessageQueue, 當(dāng)調(diào)用Looper.prepare()時(shí)，Looper就與當(dāng)前線程關(guān)聯(lián)起來(lái)了(在Activity里沒(méi)有顯示調(diào)用Looper.prepare()是因?yàn)橄到y(tǒng)自動(dòng)在主線程里幫我們調(diào)用了)，而Handler是與Looper的線程是綁定的，查看Handler類(lèi)的源碼可以發(fā)現(xiàn)它幾個(gè)構(gòu)造函數(shù)，其中有接收一個(gè)Looper參數(shù)的，也有不接收Looper參數(shù)的，從上面的代碼上看，我們沒(méi)有為Handler指定Looper，那么Handler就默認(rèn)更當(dāng)前線程（即主線程）的Looper關(guān)聯(lián)起來(lái)了，之所以啰嗦那么多就是因?yàn)?strong>這決定了Handler.handlerMessage(msg)方法體里的代碼到底在哪個(gè)線程里執(zhí)行，我們?cè)偈崂硪幌�，Looper.prepare調(diào)用決定了Looper與哪個(gè)線程關(guān)聯(lián)，間接決定了與這個(gè)Looper相關(guān)聯(lián)的Handler.handlerMessage(msg)方法體里的代碼執(zhí)行的線程。（太啰嗦了）
現(xiàn)在回到上面的代碼，我們的Handler是在主線程里的定義的，所以也默認(rèn)跟主線程的Looper相關(guān)聯(lián)，即handlerMessage方法的代碼會(huì)在UI線程執(zhí)行，因此更新TextView就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了。下面這張圖是弄清handlerMessage(msg)方法體里的代碼的執(zhí)行線程的思路
2、Handler.post(Runnable)
只要將上面代碼中的
mHandler.sendEmptyMessage(0x123);
改成
mHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { text.setText("Task Done!!"); } });
就可以了，可能有人看到new了一個(gè)Runnable就以為是又開(kāi)了一個(gè)新線程，事實(shí)上并沒(méi)有開(kāi)啟任何新線程，只是使run()方法體的代碼拋到與mHandler相關(guān)聯(lián)的線程中執(zhí)行，經(jīng)過(guò)上面的分析我們也知道m(xù)Handler是與主線程關(guān)聯(lián)的，所以更新TextView組件依然發(fā)生在主線程了。
3、Activity.runOnUIThread(Runnable)
將上面的代碼改成
runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { text.setText("Task Done!!"); } });
這個(gè)看起來(lái)跟上面的方法很像，差別就是這種方法不需要去定義Handler。
4、View.post(Runnable)
將上面的代碼改為
text.post(new Runnable() { @Override public void run() { text.setText("Task Done!!"); } });
這個(gè)看起來(lái)依舊是跟上面的方法很像,依然不用定義Handler。
5、AsyncTask
這種方法要改動(dòng)上面整個(gè)開(kāi)新線程的代碼，具體代碼在入門(mén)書(shū)籍上基本都有，這里就不附上了，思路就是在doInBackground(Params…) 方法里執(zhí)行耗時(shí)邏輯，然后在onPostExecute(Result) 中將結(jié)果更新回UI組件。
使用哪種大多數(shù)情況我還是根據(jù)代碼風(fēng)格和習(xí)慣來(lái)決定，上面這5種方法具體在效率上是否有巨大差異，我沒(méi)有深入研究，這方面有研究的兄弟希望可以在留言里交流一下
二、將任務(wù)從主線程拋到工作線程
正如前言所說(shuō)，耗時(shí)任務(wù)不能在主線程去進(jìn)行，需要另外開(kāi)一個(gè)線程。分別有下面幾種方法：
1、Thread、Runnable
這個(gè)是最傳統(tǒng)的方法了，相信每個(gè)學(xué)過(guò)Java基礎(chǔ)的人都知道。無(wú)非就是繼承Thread類(lèi)覆寫(xiě)run()然后通過(guò)thread.start()或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口復(fù)寫(xiě)run()然后New Thread(Runnable).start()，在上面的例子中就是通過(guò)這種最普通的方法去開(kāi)新線程的，不過(guò)在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，這種開(kāi)新線程的方法是很不被推薦的，理由如下：1）當(dāng)你有多個(gè)耗時(shí)任務(wù)時(shí)就會(huì)開(kāi)多個(gè)新線程，開(kāi)啟新線程的以及調(diào)度多個(gè)線程的開(kāi)銷(xiāo)是非常大的，這往往會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的性能問(wèn)題，例如，你有100個(gè)耗時(shí)任務(wù)，那就開(kāi)100個(gè)線程。2）如果在線程中執(zhí)行循環(huán)任務(wù)，只能通過(guò)一個(gè)Flag來(lái)控制它的停止，如while(!iscancel){//耗時(shí)任務(wù)}。
2、HandlerThread
在正式介紹HandlerThread前，我們先來(lái)看看以下代碼：
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
button = (Button) findViewById(R.id.button);
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
mOtherHandler.sendEmptyMessage(0x124);
}
});
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();//在新線程中調(diào)用
mOtherHandler = new Handler() { //默認(rèn)關(guān)聯(lián)新線程的Looper
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 0x124) {
try {
Log.d("HandlerThread", Thread.currentThread().getName());//打印線程名
Thread.sleep(5000);//模擬耗時(shí)邏輯
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Looper.loop();
}
}).start();
}
可以看到這里用的是第一種方法開(kāi)啟新線程的，但是在新線程里初始化了Looper(因?yàn)椴皇窃谥骶�程，所以要我們自己調(diào)用Looper.prepare()和loop()),還定義了一個(gè)Handler ,前面我之所以那么啰嗦，就是為了讓你明白:這個(gè)Handler的handlerMessage(msg)方法體的代碼是在新線程（工作線程）中執(zhí)行的，而不是主線程（忘了的話拉回去看前面的內(nèi)容），所以我們只需要在Button的點(diǎn)擊事件中調(diào)用sendXXXMessage就可以讓耗時(shí)任務(wù)在新線程中執(zhí)行了。
有意思的是，如果我們以非常快的速度連續(xù)點(diǎn)擊兩次Button,你會(huì)發(fā)現(xiàn)打印出來(lái)的兩條Log是以間隔5秒相繼出現(xiàn)的。這是因?yàn)槊奎c(diǎn)一次按鈕并沒(méi)有開(kāi)啟都開(kāi)啟一個(gè)新線程，而只是發(fā)送了一條消息，我們?cè)趏nCreate()里就已經(jīng)把一個(gè)新線程開(kāi)好了，然后調(diào)用Looper.loop()使這個(gè)線程一直處于循環(huán)狀態(tài)了，而我們每發(fā)一條消息，消息都會(huì)在MessageQueue里排隊(duì)。總而言之，不管我們點(diǎn)多少次按鈕，都只有一個(gè)工作線程，多個(gè)耗時(shí)任務(wù)在這個(gè)工作線程的隊(duì)列中排隊(duì)處理。思路如下圖
鋪墊了這么多，可以把HandlerThread拉出來(lái)了，查看源碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)HandlerThread也是Thread的子類(lèi)，那豈不是還是跟第一種方法一樣，說(shuō)是也是，說(shuō)不是也不是。其實(shí)呢，HandlerThread就是對(duì)上面的代碼的一種封裝，我們來(lái)看看它是怎么用的
handlerThread = new HandlerThread("MyNewThread");//自定義線程名稱 handlerThread.start(); mOtherHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()){ @Override public void handleMessage(Message msg){ if (msg.what == 0x124){ try { Log.d("HandlerThread", Thread.currentThread().getName()); Thread.sleep(5000);//模擬耗時(shí)任務(wù) } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } };
這段代碼跟前面那一段代碼是完全等價(jià)的，HandlerThread的好處是代碼看起來(lái)沒(méi)前面的版本那么亂，相對(duì)簡(jiǎn)潔一點(diǎn)。還有一個(gè)好處就是通過(guò)handlerThread.quit()或者quitSafely()使線程結(jié)束自己的生命周期。
可能有人問(wèn)了，那用以上方式執(zhí)行完耗時(shí)任務(wù)后怎么更新UI組件了，很簡(jiǎn)單，完全照著面前所說(shuō)的將任務(wù)從工作線程拋到主線程的五種方法去做就可以了。
可能又有人問(wèn)了，那mOtherHandler.post(new Runnable())里的Runnable在哪個(gè)線程運(yùn)行，還是工作線程，只不過(guò)這樣就避開(kāi)了handlerMessage的步驟而已，跟前面的分析還是一樣的原理的。
3、AsyncTask
沒(méi)錯(cuò)，又是它。具體的使用代碼就不貼上來(lái)了，到處都有。但值得一說(shuō)的是，上面說(shuō)過(guò)HandlerThread只開(kāi)一條線程，任務(wù)都被阻塞在一個(gè)隊(duì)列中，那么就會(huì)使阻塞的任務(wù)延遲了，而AsyncTask開(kāi)啟線程的方法asyncTask.execute()默認(rèn)是也是開(kāi)啟一個(gè)線程和一個(gè)隊(duì)列的，不過(guò)也可以通過(guò)asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, 0)開(kāi)啟一個(gè)含有5個(gè)新線程的線程池，也就是說(shuō)有個(gè)5個(gè)隊(duì)列了，假如說(shuō)你執(zhí)行第6個(gè)耗時(shí)任務(wù)時(shí)，除非前面5個(gè)都還沒(méi)執(zhí)行完，否則任務(wù)是不會(huì)阻塞的，這樣就可以大大減少耗時(shí)任務(wù)延遲的可能性，這也是它的優(yōu)點(diǎn)所在，當(dāng)你想多個(gè)耗時(shí)任務(wù)并發(fā)的執(zhí)行，那你更應(yīng)該選擇AsyncTask。
4、IntentService
最后再小小地提一下IntentService，相信很多人也不陌生，它是Service的子類(lèi)，用法跟Service也差不多，就是實(shí)現(xiàn)的方法名字不一樣，耗時(shí)邏輯應(yīng)放在onHandleIntent(Intent intent)的方法體里，它同樣有著退出啟動(dòng)它的Activity后不會(huì)被系統(tǒng)殺死的特點(diǎn)，而且當(dāng)任務(wù)執(zhí)行完后會(huì)自動(dòng)停止，無(wú)須手動(dòng)去終止它。例如在APP里我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)下載功能，當(dāng)退出頁(yè)面后下載不會(huì)被中斷，那么這時(shí)候IntentService就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇了。
筆者寫(xiě)技術(shù)文章經(jīng)驗(yàn)很少，如有紕漏錯(cuò)誤，歡迎指正交流！
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