面试官：子线程 真的不能更新UI ？

我的公众号：胡飞洋

我们从一个异常说起：

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
        at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:8820)
        at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1530)
        at android.view.View.requestLayout(View.java:24648)
        at android.widget.TextView.checkForRelayout(TextView.java:9752)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:6326)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:6154)
        at android.widget.TextView.setText(TextView.java:6106)
        at com.hfy.demo01.MainActivity$9.run(MainActivity.java:414)
        at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:888)
        at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:100)
        at android.os.Looper.loop(Looper.java:213)
        at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:8147)
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
        at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:513)
        at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:1101)

一般情况，我们在子线程直接操作UI，没有用handler切到主线程，就会报这个错。

那如果我说，我这里的这个错误就发生在 主线程，你信吗？

下面是具体代码，handleAddWindow()按在MainActivity 的onCreate中执行。

    private void handleAddWindow() {

        //子线程创建window，只能由这个子线程访问 window的view
        Button button = new Button(MainActivity.this);
        button.setText("添加到window中的button");
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                MyToast.showMsg(MainActivity.this, "点了button");
            }
        });

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
				//因为添加window是IPC操作，回调回来时，需要handler切换线程，所以需要Looper
                Looper.prepare();

                addWindow(button);

                new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        button.setText("文字变了！！！");
                    }
                },3000);
                
				//开启looper，循环取消息。
                Looper.loop();
            }
        }).start();

        //这里执行就会报错：Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
        new Handler().postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                button.setText("文字 you 变了！！！");
            }
        },4000);
    }

    private void addWindow(Button view) {
        WindowManager.LayoutParams layoutParams = new WindowManager.LayoutParams(
                WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
                WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
                0, 0,
                PixelFormat.TRANSPARENT
        );
        // flag 设置 Window 属性
        layoutParams.flags= WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE | WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL;
        // type 设置 Window 类别（层级）
        layoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_OVERLAY;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
            layoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY;
        }

        layoutParams.gravity = Gravity.TOP | Gravity.LEFT;
        layoutParams.x = 100;
        layoutParams.y = 100;

        WindowManager windowManager = getWindowManager();
        windowManager.addView(view, layoutParams);
    }

主要是：开了个子线程，然后添加了一个系统window，window中只有一个button。然后3秒后在子线程中直接改变Button的文字，然后又过一秒，在主线程中再改变button文字。

（其中涉及知识有handler、window。可点击查看相关知识）

执行效果如下，可见 打开App后，左上角的Button，3秒后变了，接着一秒后crash了。

那为啥 子线程更新UI没报错，主线程报错呢？

首先，我们看报错原因的描述： Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views. 翻译就是说 只有创建了view树的线程，才能访问它的子view。并没有说子线程一定不能访问UI。那可以猜想到，button的确实是在子线程被添加到window中的，子线程确实可以直接访问，而主线程访问确实会抛出异常。看来可以解释这个错误的原因了。
下面就具体分析下。

错误的发生在ViewRootImpl的checkThread方法中，且UI的更新都会走到这个方法：

    void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

（ViewRootImpl相关知识可以戳这里View的工作原理）

通过window的相关知识，我们知道，调用windowManager.addView添加window时会给这个window创建一个ViewRootImpl实例：

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        ...

        	ViewRootImpl root;
        	View panelParentView = null;
        ...
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
            view.setLayoutParams(wparams);
            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);
...
        }
    }

然后ViewRootImpl构造方法中会拿到当前的线程，

    public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mContext = context;
        ...
        mThread = Thread.currentThread();
        ...
    }

所以在ViewRootImpl的checkThread()中，确实是 拿 当前想要更新UI的线程 和 添加window时的线程作比较，不是同一个线程机会报错。

通过window的相关知识，我们还知道，Activity也是一个window，window的添加是在ActivityThread的handleResumeActivity()。ActivityThread就是主线程，所以Activity的view访问只能在主线程中。

一般情况，UI就是指Activity的view，这也是我们通常称主线程为UI线程的原因，其实严谨叫法应该是activity的UI线程。而我们这个例子中，这个子线程也可以称为button的UI线程。

那为啥要一定需要checkThread呢？根据handler的相关知识：

因为UI控件不是线程安全的。那为啥不加锁呢？一是加锁会让UI访问变得复杂；二是加锁会降低UI访问效率，会阻塞一些线程访问UI。所以干脆使用单线程模型处理UI操作，使用时用Handler切换即可。

我们再看一个问题，Toast可以在子线程show吗？答案是可以的

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //因为添加window是IPC操作，回调回来时，需要handler切换线程，所以需要Looper
                Looper.prepare();

                addWindow(button);

                new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        button.setText("文字变了！！！");
                    }
                },3000);

                Toast.makeText(MainActivity.this, "子线程showToast", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                //开启looper，循环取消息。
                Looper.loop();
            }
        }).start();

在上面的例子，线程中showToast，运行发现确实可以的。因为根据window的相关知识，知道Toast也是window，show的过程就是添加Window的过程。

另外注意1，这个线程中Looper.prepare()和Looper.loop()，这是必要的。
因为添加window的过程是和WindowManagerService进行IPC的过程，IPC回来时是执行在binder线程池的，而ViewRootImpl中是默认有Handler实例的，这个handler就是用来切换binder线程池的消息到当前线程。 另外Toast还与NotificationMamagerService进行IPC，也是需要Handler实例。既然需要handler，那所以线程是需要looper的。另另外Activity还与ActivityManagerService进行IPC交互，而主线程是默认有Looper的。
扩展开，想在子线程show Toast、Dialog、popupWindow、自定义window，只要在前后调Looper.prepare()和Looper.loop()即可。

另外注意2，在activity的onCreate到首次onResume的时期，创建子线程在其中更新UI也是可以的。这不是违背上面的结论了吗？其实没有，上面说了，因为Activity的window添加在首次onResume之后执行的的，那ViewRootImpl的创建也是在这之后，所以也就无法checkThread了。实际上这个时期也不checkThread，因为View根本还没有显示出来。

onCreate()中执行是OK的：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        tv.setText("text");
    }
}).start();