android非RxJava环境下使用Handler实现预加载

在进行Android客户端界面开发时，我们常常会需要将从服务端获取的数据展示到页面布局上，由于数据显示到布局的前置条件是页面布局已初始化完成，否则会出现空指针异常，所以一般我们需要将网络请求放在布局初始化完成之后。
传统的页面加载流程是：

问题：

如果加载的UI布局比较复杂，或者初始化逻辑执行的时间比较多，那么网络请求开始执行的时间就比较晚，最终完成页面加载的时间就比较长。
如果页面初始化和网络加载能同时进行，等两者都执行结束后，再在布局上展示网络数据，这样我们就可以缩短整个页面的加载时间了。
所以，我们期望的页面加载流程是：

这个流程我们称之为：预加载

预加载的目标任务可以是一个网络请求，也可以是其它一些耗时操作，例如：加载一张图片到控件上展示
在实现预加载方案之前，我们需要了解一下Handler工作机制中的SyncBarrier概念，对Barrier概念了解可以看这篇文章中对“同步分割栏”的介绍， 此处我们简单理解为：

在MessageQueue中添加一个特殊的msg，将这个msg作为一个标记，在这个标记被移除之前，当前MessageQueue队列中排在它后面的其它（非async） 的message不会被handler处理。

我们可以先不理会什么是 非async 的message，若需要了解更多，这篇文章中对“同步分割栏”的介绍中也有相关介绍。

利用这个特性，我们可以：

启动一个HandlerThread来异步执行网络请求
设置一个标记SyncBarrier，此后在message将一直在messageQueue中不被执行
网络请求成功后，post一个任务来执行展示数据
布局初始化成功后，移除SyncBarrier
将展示数据的任务post到ui线程来执行
步骤3和步骤4的先后顺序可以交换

其中，在android api 22及之前，设置标记SyncBarrier可以由

HandlerThread.getLooper().postSyncBarrier();

在android api 23以后，需要调用的方法为：

HandlerThread.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();

同样的，移除标记的方法分别为：

HandlerThread.getLooper().removeSyncBarrier(token);
HandlerThread.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(token);

不幸的是：这些方法都是@hide的，无法直接调用。
幸运的是：我们还有反射

封装工具类如下： PreLoader.java

import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Looper;
import android.os.MessageQueue;

import java.lang.reflect.Method;

/**
* 使用Handler方式实现的预加载
* @author billy.qi
*/
public class PreLoader {

 private int token;
 private Handler mainThreadHandler;//用于将结果处理的task放在主线程中执行
 private HandlerThread handlerThread;//提供一个异步线程来运行预加载任务
 private Handler handler;//预加载使用的handler

 private PreLoader(final Runnable task) {
 mainThreadHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
 handlerThread = new HandlerThread("pre-loader") {
  @Override
  protected void onLooperPrepared() {
  super.onLooperPrepared();
  handler = new Handler();
  handler.post(task);
  //设置同步分割,后面post进来的sync为true的message将暂停执行
  Looper looper = handlerThread.getLooper();
  if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.M) {
   postSyncBarrier(looper.getQueue());
  } else {
   postSyncBarrier(looper);
  }
  }
 };
 handlerThread.start();
 }

 /**
 * 开启预加载
 * 比如:开始网络请求(在HandlerThread中执行)
 * @param task 预加载任务
 */
 public static PreLoader preLoad(Runnable task) {
 return new PreLoader(task);
 }

 /**
 * 处理加载结果, 一般在预加载任务处理完成后调用
 * 由于有handler所在的messageQueue设置了同步分割(SyncBarrier),该task
 * @param task 在主线程中执行的任务
 */
 public void performResultTask(final Runnable task) {
 if (handler != null) {
  handler.post(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
   mainThreadHandler.post(task);
  }
  });
 }
 }

 /**
 * 可以开始执行预加载结果处理
 */
 public void readyToGetData() {
 Looper looper = handlerThread.getLooper();
 if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.M) {
  removeSyncBarrier(looper.getQueue());
 } else {
  removeSyncBarrier(looper);
 }
 }

 private void postSyncBarrier(Object obj) {
 try{
  Method method = MessageQueue.class.getMethod("postSyncBarrier");
  token = (int) method.invoke(obj);
 } catch(Exception e) {
  e.printStackTrace();
 }
 }

 private void removeSyncBarrier(Object obj) {
 try{
  Method method = MessageQueue.class.getMethod("removeSyncBarrier", int.class);
  method.invoke(obj, token);
 } catch(Exception e) {
  e.printStackTrace();
 }
 }

 public void destroy() {
 handlerThread.quit();
 handlerThread = null;
 handler = null;
 mainThreadHandler = null;
 }

}

在activity中使用实例：

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.widget.TextView;

public class PreLoaderActivity extends AppCompatActivity {

 private PreLoader preLoader;
 private TextView textView;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 preLoad();//启动预加载
 //进行页面布局加载及其它初始化工作
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_main);
 textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
 //布局初始化完成
 preLoader.readyToGetData();
 }

 private void preLoad() {
 //预加载的任务
 preLoader = PreLoader.preLoad(new Runnable() {
  //将得到的请求结果展示到布局控件上
  @Override
  public void run() {
  //模拟网络请求耗时
  try {
   Thread.sleep(500);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  final String result = "result";
  //在UI线程执行的显示任务
  preLoader.performResultTask(new Runnable() {
   //将得到的请求结果展示到布局控件上
   @Override
   public void run() {
   textView.setText(result);
   }
  });
  }
 });
 }

 @Override
 protected void onDestroy() {
 super.onDestroy();
 //在onDestroy()中进行销毁
 preLoader.destroy();
 }
}

通过预加载，让一部分异步任务提前执行，可以用来提高整体速度。
以上都是以网络请求作为预加载的目的，它同时还可以用来预加载图片、预加载文件、读取数据库等；
除了预加载外，还可以用来作为多个任务并行，并全部执行完之后，再执行另一个任务对之前所有任务执行的结果进行处理。

总结：
在多线程开发时，经常会遇到以下情况：

任务A、任务B(甚至更多任务)是任务C的充要条件，为了提高效率，我们希望AB同时执行，当AB都完成之后，开始执行任务C。
这种情况下我们可以用这种方式来解决。

最后，源码下载地址