Android线程和Handler基础入门

如果需要使用异步处理或者并行任务的话，那么你一定会用到线程。

什么是线程？

线程或者线程执行本质上就是一串命令（也是程序代码），然后我们把它发送给操作系统执行。

Multithreaded_process

一般来说，我们的CPU在任何时候一个核只能处理一个线程。多核处理器（目前大多数Android设备已经都是多核）顾名思义，就是可以同时处理多线程（通俗地讲就是可以同时处理多件事）。

多核处理与单核多任务处理的实质

上面我说的是一般情况，并不是所有的描述都是一定正确的。因为单核也可以用多任务模拟出多线程。

每个运行在线程中的任务都可以分解成多条指令，而且这些指令不用同时执行。所以，单核设备可以首先切换到线程1去执行指令1A，然后切换到线程2去执行指令2A，接着返回到线程1再去执行1B、1C、1D，然后继续切换到线程2，执行2B、2C等等，以此类推。

这个线程之间的切换十分迅速，以至于在单核的设备中也会发生。几乎所有的线程都在相同的时间内进行任务处理。其实，这都是因为速度太快造成的假象，就像电影《黑客帝国》里的特工Brown一样，可以变幻出很多的头和手。

接下来我们来看一些代码。

Java核心里的线程

在Java中，如果要想做平行任务处理的话，会在Runnable里面执行你的代码。可以继承Thread类，或者实现Runnable接口：
// Version 1 public class IAmAThread extends Thread { public IAmAThread() { super("IAmAThread"); } @Override public void run() { // your code (sequence of instructions) } } // to execute this sequence of instructions in a separate thread. new IAmAThread().start(); // Version 2 public class IAmARunnable implements Runnable { @Override public void run() { // your code (sequence of instructions) } } // to execute this sequence of instructions in a separate thread. IAmARunnable myRunnable = new IAmARunnable(); new Thread(myRunnable).start();

这两个方法基本上是一样的。第一个版本是创建一个Thread类，第二个版本是需要创建一个Runnable对象，然后也需要一个Thread类来调用它。

• 第二个版是通常建议使用的方法。

Android上的线程

无论何时启动APP，所有的组件都会运行在一个单独的线程中（默认的）——叫做主线程。这个线程主要用于处理UI的操作并为视图组件和小部件分发事件等，因此主线程也被称作UI线程。

如果你在UI线程中运行一个耗时操作，那么UI就会被锁住，直到这个耗时操作结束。对于用户体验来说，这是非常糟糕的！这也就是为什么我们要理解Android上的线程机制了。理解这些机制就可以把一些复杂的工作移动到其它的线程中去执行。如果你在UI线程中运行一个耗时的任务，那么很有可能会发生ANR（应用无响应），这样用户就会很快地结束掉你的APP。

Android和Java一样，它支持使用Java里面的Thread类来进行一步任务处理。所以可以轻松地像上面Java的例子一样来使用Android上的线程，不过那好像还是有点困难。

为什么在Android上使用标准Java的线程会困难呢？

其实平行任务处理没有想象中的那么简单，你必须在多线程中保证并发，就像伟大的Tim Bray说的那样：ordinary humans can’t do concurrency at scale (or really at all) …
特别对于Android来说，以下这些功能就略显臃肿：

• 异步对于UI线程来说是一个主要的PITA（如果你需要在后台线程中向主线程更新界面，那么你就会用到）。
• 如果屏幕方向或者屏幕配置改变的话，就会出现一些更加奇怪的现象。因为改变屏幕方向，会引起Activity重建（所以后台线程就需要去改变被销毁的Activity的状态了，而如果后台线程不是在UI线程之上的话，那情况会更加复杂，原因如条件
• 对于线程池来说，没有默认的处理方式。
• 取消线程操作需要自定义代码实现。

那么在Android上怎么进行任务并发处理呢？

你可能听过一些Android上一些常见的名词：

• Handler
  这就是我们今天要讨论的详细主题。
• AsyncTask
  使用AsyncTask是在Android上操作线程最简单的方式，也是最容易出错的方式。
• IntentService
  这种方式需要写更多的代码，但是这是把耗时任务移动到后台的很好的方式，也是我最喜欢的方式。配上使用一个EventBus机制的框架如Otto，这样的话实现IntentService就非常简单了。
• Loader
  关于处理异步任务，还有很多事情需要做，比如从数据库或者内容提供者那里处理一些数据。
• Service
  如果你曾经使用过Service的话，你应该知道这里会有一点误区，其中一个常见的误解就是服务是运行在后台线程的。其实不是！看似运行在后台是因为它们不与UI组件关联，但是它们（默认）是运行在UI线程上的……所以默认运行在UI线程上，甚至在上面没有UI部件。如果想要把服务运行在后台线程中，那么必须自定义一个线程，然后把操作代码都运行在那个线程中（与上面提到的方法很类似）。事实上你应该使用IntentService实现，但是这不是本文讨论的主题。

Android上的Handler

以下是从 Android developer documentation for Handlers:中摘选的一段话：

A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread’s MessageQueue. Each Handler instance is associated with a single thread and that thread’s message queue. When you create a new Handler, it is bound to the thread/message queue of the thread that is creating it — from that point on, it will deliver messages and runnables to that message queue and execute them as they come out of the message queue.

为了更好地了解这个概念，也许你需要去看看什么是Message Queues。

消息队列

在线程里基本都有一个叫做“消息队列”的东西，它负责线程间通信。这是一种设计模式，所有控制指令或者内容在线程间传递。

消息队列如同它的名字那样，对于线程来说，它就是一个指令队列。这里我们还可以做一些更酷的事：

定时消息和线程在某个时间点才执行。
需要在另一个线程中去添加入队动作，而不是在本线程中。
注意：这里说的“消息”和Runnable对象、指令队列的概念是一样的。

回到Android上的Handler……如果你仔细阅读的话，可以看到文档是这样说的：

A Handler allows you to send and process Message and Runnable objects associated with a thread’s MessageQueue.

所以Handler可以让你给线程队列发消息：

Each Handler instance is associated with a single thread and that thread’s message queue.

一个Handler对象只能和一个线程关联：

When you create a new Handler, it is bound to the thread / message queue of the thread that is creating it

所以一个Handler到底和哪个线程关联呢？就是创造它的线程。

— from that point on, it will deliver messages and runnables to that message queue and execute them as they come out of the message queue.、

在我们了解这些知识后，请继续看……

小贴士： 这里有几点可能你还不知道。每个线程都和一个Handler类实例绑定，而且可以和别的线程一起运行，相互通信。

还有一个小建议（如果用过AsyncTask的话），AsyncTask内部也是使用Handler进行处理的，只是不是运行在UI线程而已，它会提供一个channel来和UI线程通信，使用postExecute方法即可实现。

这还挺酷的，那怎么创建Handler呢？

有两种方式：

使用默认的构造方法：new Handler()。
使用带参的构造方法，参数是一个Runnable对象或者回调对象。

Handler里面有什么实用的API吗？

请记住：
Handler只是简单往消息队列中发送消息而已（或者使用post方式）
它们有更方便的方法可以帮助与UI线程通信。

如果你现在看看Handler的API，可以清楚看到这几个方法：
post
postDelayed
postAtTime

代码示例

这里的代码都是很基础的，不过你可以好好看看注释。
示例1：使用Handler的“post”方法

public class TestActivity extends Activity { // ... // all standard stuff @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { // ... // all standard stuff // we're creating a new handler here // and we're in the UI Thread (default) // so this Handler is associated with the UI thread Handler mHandler = new Handler(); // I want to start doing something really long // which means I should run the fella in another thread. // I do that by sending a message - in the form of another runnable object // But first, I'm going to create a Runnable object or a message for this Runnable mRunnableOnSeparateThread = new Runnable() { @Override public void run () { // do some long operation longOperation(); // After mRunnableOnSeparateThread is done with it's job, // I need to tell the user that i'm done // which means I need to send a message back to the UI thread // who do we know that's associated with the UI thread? mHandler.post(new Runnable(){ @Override public void run(){ // do some UI related thing // like update a progress bar or TextView // .... } }); } }; // Cool but I've not executed the mRunnableOnSeparateThread yet // I've only defined the message to be sent // When I execute it though, I want it to be in a different thread // that was the whole point. new Thread(mRunnableOnSeparateThread).start(); } }
如果根本就没有Handler对象，回调post方法会比较难办。

示例2：使用postDelayed方法
模拟EditText的自动完成功能，每次文字改变后都会触发一个API的调用，从服务器中检索数据。
我想减少APP调用API的次数，所以决定使用Handler的postDelayed方法来实现这个功能。
本例不针对平行处理，只是关于Handler给消息队列发送消息还有安排消息在未来的某一点执行等。

// the below code is inside a TextWatcher // which implements the onTextChanged method // I've simplified it to only highlight the parts we're // interested in private long lastChange = 0; @Override public void onTextChanged(final CharSequence chars, int start, int before, int count) { // The handler is spawned from the UI thread new Handler().postDelayed( // argument 1 for postDelated = message to be sent new Runnable() { @Override public void run() { if (noChangeInText_InTheLastFewSeconds()) { searchAndPopulateListView(chars.toString()); // logic } } }, // argument 2 for postDelated = delay before execution 300); lastChange = System.currentTimeMillis(); } private boolean noChangeInText_InTheLastFewSeconds() { return System.currentTimeMillis() - lastChange >= 300 }