Android编程权威指南（第二版）学习笔记（二十四）—— 第24章 Looper、Handler 和 HandlerThread

本章顾名思义，讲了 Looper，Handler，以及线程之间的交互。

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完成24章但未完成挑战
完成24章挑战1
完成24章挑战2

在本章，我们要使用一个新的线程，并且使用其中 Looper 来完成下载图片的工作。为什么不直接在 AsyncTask 的 doInBackground 中添加网络下载代码呢？那样就要每次下载一张，直到完成全部100张的下载。最后才会执行 onPostExecute(...)方法，让所有下载的图片全部显示在 RecyclerView 视图中，这样既耗时又耗内存。AsyncTask 是执行后台线程的最简单方式，但它不适用于那些重复且长时间运行的任务。

1. 各种定义

1.1 Looper

Android 系统中，线程有一个消息队列(message queue)。使用消息队列的线程叫作消息循环(message loop)。消息循环会循环检查队列上是否有新消息。消息循环由线程和 looper 组成。Looper 对象管理着线程的消息队列。
主线程就是个消息循环，因此也拥有 looper。主线程的所有工作都是由其 looper 完成的。looper 不断从消息队列中抓取消息，然后完成消息指定的任务。

1.2 Message

Message 类是 Handler 的子类用于 Handler 传递消息，它有好几个实例变量，其中有三个需在实现时定义。

• what:用户定义的 int 型消息代码，用来描述消息。
• obj:随消息发送的用户指定对象。
• target:处理消息的 Handler。
  Message 的 target 是 Handler 类的一个实例。创建 Message 时，它会自动与一个 Handler 相关联。Message 待处理时，Handler 对象负责触发消息处理事件。

1.3 Handler

Handler 可看作 message handler 的简称。Handler 不仅仅是处理 Message 的目标(target)，也是创建和发布 Message 的接口。创建 Handler 时，它会自动和该线程的 Looper 相关联。

1.4 三者关系

• 一个 Thread 仅有一个 Looper，也就是一个消息队列
• 一个 Thread 可以有多个 Handler，共用一个消息队列
• 一个 Message 只对应一个 Handler，一个 Handler 可以有多个 Message

1.5 一个典型 Looper 的处理过程

首先需要准备好 Looper，然后建立一个其他线程能引用的 Handler，在需要的时候让 Handler 发消息给 Looper 让其执行。

2. HandlerThread

HandlerThread 类帮我们完成了建立 Looper 的过程，因此，只要继承它就能省去一些工作，并且避免一些风险。

// ThumbnailDowloadler.java 省略了许多内容
public class ThumbnailDowloader extends HandlerThread {
    private static final int MESSAGE_DOWNLOAD = 0;

    private Boolean mHasQuit = false;
    private Handler mRequestHandler;

    @Override
    protected void onLooperPrepared() {
        // 新建一个 Handler
        mRequestHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                if (msg.what == MESSAGE_DOWNLOAD) {
                    // get a photo and refresh view
                }
            }
        };
    }

    public void queueThumbnail(T target, String url) {
        // 外部调用，发消息给 Handler
        mRequestHandler.obtainMessage(MESSAGE_DOWNLOAD, target)
                    .sendToTarget();
    }

    public void clearQueue() {
        mRequestHandler.removeMessages(MESSAGE_DOWNLOAD);
    }
}

主线程中是这样的：

mThumbnailDownloader = new ThumbnailDownloader<>();
mThumbnailDownloader.start();
mThumbnailDownloader.getLooper();
// 在需要的时候调用
mThumbnailDownloader.queueThumbnail(holder, url);

3. 线程交互

主线程现在能够适时调用这个线程的方法，用于下载图片了。但是还存在一个问题，那就是下载线程下载完一个任务以后如何更新视图呢？我们知道 UI 只能在主线程里更新，所以我们采用在主线程里声明一个 Handler，传递给下载线程，让下载线程在下载完成后在主线程执行更新操作。因为不能直接引用主线程的方法，故而在这里用到了回调。

3.1 下载线程中

// ThumbnailDownloader，也就是下载线程中

// 成员声明
private Handler mResponseHandler;
private ThumbnailDowloadListener mThumbnailDownloadListener;

// 回调接口
public interface ThumbnailDowloadListener {
    void onThumbnailDownloaded(T target, Bitmap thumbnail);
}

public void setThumbnailDownloaderListener(ThumbnailDowloadListener listener) {
    mThumbnailDownloadListener = listener;
}

// 通过构造函数传递主线程的 Handler
public ThumbnailDowloader(Handler responseHandler) {
    super(TAG);
    mResponseHandler = responseHandler;
}

这样，主线程通过调用这些方法，就能够让下载线程获取到主线程的 Handler 和回调接口实例。

3.2 主线程中

// 成员声明
private ThumbnailDowloader mThumbnailDownloader;

// 传递实例给下载线程
// 这个 Handler 在主线程中建立，所以是和主线程 Looper 相关联的
Handler responseHandler = new Handler(); 
mThumbnailDownloader = new ThumbnailDowloader<>(responseHandler);
mThumbnailDownloader.setThumbnailDownloaderListener(
    new ThumbnailDowloader.ThumbnailDowloadListener() {
        @Override
       public void onThumbnailDownloaded(PhotoHolder target, Bitmap thumbnail) {
            Drawable drawable = new BitmapDrawable(getResources(), thumbnail);
            target.bindDrawable(drawable);
        }
    }
);

3.3 在下载线程中给主线程 Looper 发送消息

现在，通过 mResponseHandler，下载线程能够访问与主线程 Looper 绑定的 Handler。同时，还有 ThumbnailDownloadListener 使用返回的 Bitmap 执行 UI 更新操作。具体来说， 就是通过 onThumbnailDownloaded 实现，使用新下载的 Bitmap 来设置 PhotoHolder 的 Drawable。
和在下载线程上把下载图片的请求放入消息队列类似，我们也可以返回定制 Message 给主线程，要求显示已下载图片。不过，这需要另一个 Handler 子类，以及一个 handleMessage(...) 覆盖方法。方便起见，我们转而使用另一个方便的 Handler 方法——post(Runnable)。

mResponseHandler.post(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        if (mRequestMap.get(target) != url ||
                mHasQuit) {
            return;
        }

        mRequestMap.remove(target);
        mThumbnailDownloadListener.onThumbnailDownloaded(target, bitmap);
    }
});

在这里，新建的 Runnable 对象会被当成 Message 的回调方法，直接执行 run() 方法，所以相当于发送一个消息，里面写明了怎么做，而不是把对象和消息类型发给 Handler，让 Handler 决定怎么做。

4. 挑战练习

4.1 缓存层的添加

首先我们能够意识到，这个缓存应该放在下载线程中，因为所有下载的处理都在其中。LruCache 是一种类似键值对的存在，在图片缓存中，我们理所应当地可以将图片的 url 作为键，对应的 Bitmap 作为值，在下载一张图片之前先检查 Cache 中是否存在这个图片，不存在再下载。

// 其中省略了之前写过的大量过程

private LruCache mCache;

@Override
protected void onLooperPrepared() {
    ……
    // 建立 Cache
    int maxCacheSize = 4 * 1024 * 1024; // 4MiB
    mCache = new LruCache<>(maxCacheSize);
}

private void handleRequest(final T target) {
    try {
        final String url = mRequestMap.get(target);

        if (url == null) {
            return;
        }

        final Bitmap bitmap;
        if (mCache.get(url) == null) {
            byte[] bitmapBytes = new FlickrFetchr().getUrlBytes(url);
            bitmap = BitmapFactory
                    .decodeByteArray(bitmapBytes, 0, bitmapBytes.length);
            Log.i(TAG, "Bitmap created");

            mCache.put(url, bitmap);
        } else {
            bitmap = mCache.get(url);
            Log.i(TAG, "Bitmap from cache");
        }
        ……
    } catch (IOException ioe) {
        Log.e(TAG, "Error downloading image", ioe);
    }
}

4.2 预加载

我用了较为笨的方法实现简单的预加载，那就是在 onBindViewHolder 的时候挨个加载对应 item 的前十个和后十个并放到缓存中。

// 下载线程中的方法
private void handlePreload(String url) {
    try {
        if (url == null) {
            return;
        }

        if (mCache.get(url) == null) {
            byte[] bitmapBytes = new FlickrFetchr().getUrlBytes(url);
            Bitmap bitmap = BitmapFactory
                    .decodeByteArray(bitmapBytes, 0, bitmapBytes.length);
            mCache.put(url, bitmap);
        }

    } catch (IOException ioe) {
        Log.e(TAG, "Error preloading image", ioe);
    }
}

// 主线程中的调用
@Override
public void onBindViewHolder(PhotoHolder holder, int position) {
    ……
    for (int i = Math.max(0, position - 10);
            i < Math.min(mGalleryItems.size() - 1, position + 10);
            i ++ ) {
        Log.i(TAG, "Preload position" + i);
        mThumbnailDownloader.queuePreloadThumbnail(mGalleryItems.get(i).getUrl());
    }
}

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