Android 开发之多线程处理、Handler 详解
Android开发过程中为什么要多线程
我们创建的Service、Activity以及Broadcast均是一个主线程处理，这里我们可以理解为UI线程。但是在操作一些耗时操作时，比如I/O读写的大文件读写，数据库操作以及网络下载需要很长时间，为了不阻塞用户界面，出现ANR的响应提示窗口，这个时候我们可以考虑使用Thread线程来解决。
Android中使用Thread线程会遇到哪些问题
对于从事过J2ME开发的程序员来说Thread比较简单，直接匿名创建重写run方法，调用start方法执行即可。或者从Runnable接口继承，但对于Android平台来说UI控件都没有设计成为线程安全类型，所以需要引入一些同步的机制来使其刷新，这点Google在设计Android时倒是参考了下Win32的消息处理机制。
postInvalidate()方法
对于线程中的刷新一个View为基类的界面，可以使用postInvalidate()方法在线程中来处理，其中还提供了一些重写方法比如postInvalidate(int left,int top,int right,int bottom) 来刷新一个矩形区域，以及延时执行，比如postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds)或postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds,int left,int top,int right,int bottom) 方法，其中第一个参数为毫秒，如下：
| void |
postInvalidate() |
| void |
postInvalidate(int left, int top, int right, int bottom) |
| void |
postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds) |
| void |
postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds, int left, int top, int right, int bottom) |
Handler
当然推荐的方法是通过一个Handler来处理这些，可以在一个线程的run方法中调用handler对象的postMessage或sendMessage方法来实现，Android程序内部维护着一个消息队列，会轮训处理这些，如果你是Win32程序员可以很好理解这些消息处理，不过相对于Android来说没有提供PreTranslateMessage这些干涉内部的方法。
消息的处理者，handler负责将需要传递的信息封装成Message，通过调用handler对象的obtainMessage()来实现。将消息传递给Looper，这是通过handler对象的sendMessage()来实现的。继而由Looper将Message放入MessageQueue中。当Looper对象看到MessageQueue中含有Message，就将其广播出去。该handler对象收到该消息后，调用相应的handler对象的handleMessage()方法对其进行处理。
Handler主要接受子线程发送的数据,并用此数据配合主线程更新UI.
当应用程序启动时，Android首先会开启一个主线程 (也就是UI线程) , 主线程为管理界面中的UI控件，进行事件分发,比如说,你要是点击一个 Button ,Android会分发事件到Button上，来响应你的操作。 如果此时需要一个耗时的操作，例如:联网读取数据， 或者读取本地较大的一个文件的时候，你不能把这些操作放在主线程中，，如果你放在主线程中的话，界面会出现假死现象,如果5秒钟还没有完成的话，，会收到Android系统的一个错误提示 "强制关闭". 这个时候我们需要把这些耗时的操作，放在一个子线程中,因为子线程涉及到UI更新，，Android主线程是线程不安全的，也就是说，更新UI只能在主线程中更新，子线程中操作是危险的.这个时候，Handler就出现了,来解决这个复杂的问题, 由于Handler运行在主线程中(UI线程中), 它与子线程可以通过Message对象来传递数据,这个时候，Handler就承担着接受子线程传过来的(子线程用sedMessage()方法传弟)Message对象，(里面包含数据) ,把这些消息放入主线程队列中，配合主线程进行更新UI。
Handler一些特点：handler可以分发Message对象和Runnable对象到主线程中,每个Handler实例,都会绑定到创建他的线程中(一般是位于主线程),
它有两个作用: (1)安排消息或Runnable在某个主线程中某个地方执行
(2)安排一个动作在不同的线程中执行
Handler中分发消息的一些方法
post(Runnable)
postAtTime(Runnable,long)
postDelayed(Runnable long)
sendEmptyMessage(int)
sendMessage(Message)
sendMessageAtTime(Message,long)
sendMessageDelayed(Message,long)
以上post类方法允许你排列一个Runnable对象到主线程队列中,sendMessage类方法,允许你安排一个带数据的Message对象到队列中，等待更新.
Handler实例
// 子类需要继承Hendler类，并重写handleMessage(Message msg) 方法,用于接受线程数据
// 以下为一个实例，它实现的功能为 :通过线程修改界面Button的内容
public class MyHandlerActivity extends Activity {
Button button;
MyHandler myHandler;
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentview(R.layout.handlertest);
button = (Button) findViewById(R.id.button);
myHandler = new MyHandler();
//当创建一个新的Handler实例时,它会绑定到当前线程和消息的队列中,开始分发数据
// Handler有两个作用, (1) :定时执行Message和Runnalbe对象
// (2):让一个动作,在不同的线程中执行.
//它安排消息,用以下方法
// post(Runnable)
// postAtTime(Runnable,long)
// postDelayed(Runnable,long)
// sendEmptyMessage(int)
// sendMessage(Message);
// sendMessageAtTime(Message,long)
// sendMessageDelayed(Message,long)
//以上方法以 post开头的允许你处理Runnable对象
//sendMessage()允许你处理Message对象(Message里可以包含数据,)
MyThread m = new MyThread();
new Thread(m).start();
}
/**
*接受消息,处理消息 ,此Handler会与当前主线程一块运行
* */
class MyHandler extends Handler {
public MyHandler() {
}
public MyHandler(Looper L) {
super(L);
}
//子类必须重写此方法,接受数据
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// TODO Auto-generated method stub
Log.d("MyHandler", "handleMessage......");
super.handleMessage(msg);
//此处可以更新UI
Bundle b = msg.getData();
String color = b.getString("color");
MyHandlerActivity.this.button.append(color);
}
}
class MyThread implements Runnable {
public void run() {
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
Log.d("thread.......", "mThread........");
Message msg = new Message();
Bundle b = new Bundle();//存放数据
b.putString("color", "我的");
msg.setData(b);
MyHandlerActivity.this.myHandler.sendMessage(msg); //向Handler发送消息,更新UI
}
}
}
Looper
其实Android中每一个Thread都跟着一个Looper，Looper可以帮助Thread维护一个消息队列，昨天的问题 Can't create handler inside thread 错误 一文中提到这一概念，但是Looper和Handler没有什么关系，我们从开源的代码可以看到Android还提供了一个Thread继承类HanderThread可以帮助我们处理，在HandlerThread对象中可以通过getLooper方法获取一个Looper对象控制句柄，我们可以将其这个Looper对象映射到一个Handler中去来实现一个线程同步机制，Looper对象的执行需要初始化Looper.prepare方法就是昨天我们看到的问题，同时推出时还要释放资源，使用Looper.release方法。
Looper是MessageQueue的管理者。每一个MessageQueue都不能脱离Looper而存在，Looper对象的创建是通过prepare函数来实现的。同时每一个Looper对象和一个线程关联。通过调用Looper.myLooper()可以获得当前线程的Looper对象
创建一个Looper对象时，会同时创建一个MessageQueue对象。除了主线程有默认的Looper，其他线程默认是没有MessageQueue对象的，所以，不能接受Message。如需要接受，自己定义一个Looper对象(通过prepare函数),这样该线程就有了自己的Looper对象和MessageQueue数据结构了。
Looper从MessageQueue中取出Message然后，交由Handler的handleMessage进行处理。处理完成后，调用Message.recycle()将其放入Message Pool中。
Message
对于Android中Handler可以传递一些内容，通过Bundle对象可以封装String、Integer以及Blob二进制对象，我们通过在线程中使用Handler对象的 sendEmptyMessage或sendMessage方法来传递一个Bundle对象到Handler处理器。对于Handler类提供了重写方法handleMessage(Message msg) 来判断，通过msg.what来区分每条信息。将Bundle解包来实现Handler类更新UI线程中的内容实现控件的刷新操作。相关的Handler对象有关消息发送sendXXXX相关方法如下，同时还有postXXXX相关方法，这些和Win32中的道理基本一致，一个为发送后直接返回，一个为处理后才返回。
Message：消息对象，Message Queue中的存放的对象。一个Message Queue中包含多个Message。 Message实例对象的取得，通常使用Message类里的静态方法obtain(),该方法有多个重载版本可供选择；它的创建并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从Message Pool(消息池)中看有没有可用的Message实例，存在则直接取出返回这个实例。如果Message Pool中没有可用的Message实例，则才用给定的参数创建一个Message对象。调用removeMessages()时，将Message从Message Queue中删除，同时放入到Message Pool中。除了上面这种方式，也可以通过Handler对象的obtainMessage()获取一个Message实例。
| final boolean |
sendEmptyMessage(int what) |
| final boolean |
sendEmptyMessageAtTime(int what, long uptimeMillis) |
| final boolean |
sendEmptyMessageDelayed(int what, long delayMillis) |
| final boolean |
sendMessage(Message msg) |
| final boolean |
sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) |
| boolean |
sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) |
| final boolean |
sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) |
MessageQueue
是一种数据结构，见名知义，就是一个消息队列，存放消息的地方。每一个线程最多只可以拥有一个MessageQueue数据结构。
创建一个线程的时候，并不会自动创建其MessageQueue。通常使用一个Looper对象对该线程的MessageQueue进行管理。主线程创建时，会创建一个默认的Looper对象，而Looper对象的创建，将自动创建一个Message Queue。其他非主线程，不会自动创建Looper，要需要的时候，通过调用prepare函数来实现。
java.util.concurrent对象分析
对于过去从事Java开发的程序员不会对Concurrent对象感到陌生吧，他是JDK 1.5以后新增的重要特性作为掌上设备，我们不提倡使用该类，考虑到Android为我们已经设计好的Task机制，我们这里Android开发网对其不做过多的赘述。
Task以及AsyncTask
在Android中还提供了一种有别于线程的处理方式，就是Task以及AsyncTask，从开源代码中可以看到是针对Concurrent的封装，开发人员可以方便的处理这些异步任务。 当然涉及到同步机制的方法和技巧还有很多，考虑时间和篇幅问题不再做过多的描述。