Android多线程实现方式包括:
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- Handler
- AsyncTask
- HandlerThread
- IntentService
- 线程池(ThreadPool)
接下来对这几种实现多线程的方式进行全面 讲解。
Android多线程实现的基础使用包括:
接下来对各个进行分析。
// 步骤1:创建线程类 (继承自Thread类)
class MyThread extends Thread{
// 步骤2:复写run(),内容 = 定义线程行为
@Override
public void run(){
... // 定义的线程行为
}
}
// 步骤3:创建线程对象,即 实例化线程类
MyThread mt=new MyThread(“线程名称”);
// 步骤4:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起 / 停止
// 此处采用 start()开启线程
mt.start();
(3) 简便使用:匿名类
很多情况下,开发者会选择一种更加方便的方法去创建线程:匿名类
// 步骤1:采用匿名类,直接 创建 线程类的实例
new Thread("线程名称") {
// 步骤2:复写run(),内容 = 定义线程行为
@Override
public void run() {
// 步骤3:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起 / 停止
}.start();
上述两种使用方法本质相同,但是各有优劣势 & 不同的应用场景:
实例
具体实现
main_activity.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context="com.example.carson_ho.demoforthread_2.MainActivity">
//设置一个按钮以启动卖票
<Button
android:id="@+id/button"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="点击开始卖票" />
</RelativeLayout>
MainActivity.java
package com.example.carson_ho.demoforthread_2;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
//主布局中定义了一个按钮用以启动线程
Button button;
//步骤1:创建线程类,继承自Thread类
//因为这里需要有两个操作:一个窗口卖票速度是1s/张,一个窗口是3s/张
//所以需要创建两个Thread的子类
//第一个Thread子类实现一个窗口卖票速度是1s/张
private class MyThread1 extends Thread{
private int ticket = 100;//一个窗口有100张票
private String name; //窗口名, 也即是线程的名字
public MyThread1(String name){
this.name=name;
}
//在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度是1s/张
@Override
public void run(){
while (ticket>0){
ticket--;
System.out.println(name + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);
try {
Thread.sleep(1000);//卖票速度是1s一张
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//第二个Thread子类实现一个窗口卖票速度是3s/张
private class MyThread2 extends Thread{
private int ticket = 100;//一个窗口有100张票
private String name; //窗口名, 也即是线程的名字
public MyThread2(String name){
this.name=name;
}
//在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度是3s/张
@Override
public void run(){
while (ticket>0){
ticket--;
System.out.println(name + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);
try {
Thread.sleep(3000);//卖票速度是1s一张
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//Button按下时会开启一个新线程执行卖票
button = (Button) findViewById(R.id.button);
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//步骤2:创建线程类的实例
//创建二个线程,模拟二个窗口卖票
MyThread1 mt1 = new MyThread1("窗口1");
MyThread2 mt2 = new MyThread2("窗口2");
//步骤3:调用start()方法开启线程
//启动二个线程,也即是窗口,开始卖票
mt1.start();
mt2.start();
}
});
}
}
测试结果
由于卖票速度不同,所以窗口1卖3张时,窗口2才卖1张。
在Java中,继承 Thread类和实现Runnable接口是实现多线程最常用的2种方法
今天我们就来对比下这两种方法
(2) 具体使用
// 步骤1:创建线程辅助类,实现Runnable接口
class MyThread implements Runnable{
....
@Override
// 步骤2:复写run(),定义线程行为
public void run(){
}
}
// 步骤3:创建线程辅助对象,即 实例化 线程辅助类
MyThread mt=new MyThread();
// 步骤4:创建线程对象,即 实例化线程类;线程类 = Thread类;
// 创建时通过Thread类的构造函数传入线程辅助类对象
// 原因:Runnable接口并没有任何对线程的支持,我们必须创建线程类(Thread类)的实例,从Thread类的一个实例内部运行
Thread td=new Thread(mt);
// 步骤5:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起 / 停止
// 当调用start()方法时,线程对象会自动回调线程辅助类对象的run(),从而实现线程操作
td.start();
(3) 简便使用:匿名类
很多情况下,开发者会选择一种更加方便的方法去创建线程:匿名类
// 步骤1:通过匿名类 直接 创建线程辅助对象,即 实例化 线程辅助类
Runnable mt = new Runnable() {
// 步骤2:复写run(),定义线程行为
@Override
public void run() {
}
};
// 步骤3:创建线程对象,即 实例化线程类;线程类 = Thread类;
Thread mt1 = new Thread(mt, "窗口1");
// 步骤4:通过 线程对象 控制线程的状态,如 运行、睡眠、挂起 / 停止
mt1.start();
实例
具体实现
main_activity.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context="com.example.carson_ho.demoforrunnable3.MainActivity">
//设置按钮用以启动线程
<Button
android:id="@+id/button"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="点击开始卖票" />
</RelativeLayout>
MainActivity.java
package com.example.carson_ho.demoforrunnable3;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
//主布局中定义了一个按钮用以启动线程
Button button;
//步骤1:创建线程类,实现Runnable接口
private class MyThread1 implements Runnable{
private int ticket = 100;//两个窗口一共要卖100张票
//在run方法里复写需要进行的操作:卖票速度1s/张
@Override
public void run(){
while (ticket>0){
ticket--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticket);
try {
Thread.sleep(1000);//卖票速度是1s一张
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//Button按下时会开启一个新线程执行卖票
button = (Button) findViewById(R.id.button);
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//步骤2:创建线程类的实例
//因为是两个窗口共卖100张票,即共用资源
//所以只实例化一个实现了Runnable接口的类
MyThread1 mt = new MyThread1();
//因为要创建二个线程,模拟二个窗口卖票
Thread mt11 = new Thread(mt, "窗口1");
Thread mt12 = new Thread(mt, "窗口2");
//步骤3:调用start()方法开启线程
//启动二个线程,也即是窗口,开始卖票
mt11.start();
mt12.start();
}
});
}
}
在多线程的应用场景中,将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程,从而实现 工作线程对UI的更新处理,最终实现异步消息的处理
问:为什么要用 Handler
消息传递机制
答:多个线程并发更新UI的同时 保证线程安全
具体描述如下:
关于 Handler 异步通信机制中的相关概念如下:
在下面的讲解中,我将直接使用英文名讲解,即 Handler、Message、Message Queue、Looper,希望大家先熟悉相关概念
Handler的使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同
共分为2种:使用Handler.sendMessage()、使用Handler.post()
在该使用方式中,又分为2种:新建Handler子类(内部类)、匿名 Handler子类
但本质相同,即 继承了Handler类 & 创建了子类
/**
* 方式1:新建Handler子类(内部类)
*/
// 步骤1:自定义Handler子类(继承Handler类) & 复写handleMessage()方法
class mHandler extends Handler {
// 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需执行的UI操作
}
}
// 步骤2:在主线程中创建Handler实例
private Handler mhandler = new mHandler();
// 步骤3:创建所需的消息对象
Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
// 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
// 可通过sendMessage() / post()
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
mHandler.sendMessage(msg);
// 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
/**
* 方式2:匿名内部类
*/
// 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
private Handler mhandler = new Handler(){
// 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需执行的UI操作
}
};
// 步骤2:创建消息对象
Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
// 步骤3:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
mHandler.sendMessage(msg);
// 步骤4:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
// 步骤1:在主线程中创建Handler实例
private Handler mhandler = new mHandler();
// 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
// 需传入1个Runnable对象
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
... // 需执行的UI操作
}
});
// 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
本文将用实例逐个讲解 Handler的用法
注:
- 由于Handler的作用 = 将工作线程需操作UI的消息 传递 到主线程,使得主线程可根据工作线程的需求
- 更新UI,从而避免线程操作不安全的问题 故下文的实例 = 1个简单 “更新UI操作” 的案例
- 主布局文件相同 = 1个用于展示的TextView,具体如下:
布局代码:activity_main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center"
tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">
<TextView
android:id="@+id/show"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="" />
</RelativeLayout>
(1) 使用 Handler.sendMessage()
方式1:新建Handler子类(内部类)
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public TextView mTextView;
public Handler mHandler;
// 步骤1:(自定义)新创建Handler子类(继承Handler类) & 复写handleMessage()方法
class Mhandler extends Handler {
// 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// 根据不同线程发送过来的消息,执行不同的UI操作
// 根据 Message对象的what属性 标识不同的消息
switch (msg.what) {
case 1:
mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
break;
case 2:
mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
break;
}
}
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);
// 步骤2:在主线程中创建Handler实例
mHandler = new Mhandler();
// 采用继承Thread类实现多线程演示
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤3:创建所需的消息对象
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "A"; // 消息内存存放
// 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
mHandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
// 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 此处用2个工作线程展示
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 通过sendMessage()发送
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
mHandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
}
}
方式2:匿名内部类
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public TextView mTextView;
public Handler mHandler;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);
// 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
mHandler = new Handler(){
// 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// 根据不同线程发送过来的消息,执行不同的UI操作
switch (msg.what) {
case 1:
mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
break;
case 2:
mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
break;
}
}
};
// 采用继承Thread类实现多线程演示
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 步骤3:创建所需的消息对象
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "A"; // 消息内存存放
// 步骤4:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
mHandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
// 步骤5:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 此处用2个工作线程展示
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 通过sendMessage()发送
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
mHandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
}
}
(2) 使用 Handler.post()
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public TextView mTextView;
public Handler mHandler;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView = (TextView) findViewById(R.id.show);
// 步骤1:在主线程中创建Handler实例
mHandler = new Handler();
// 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 通过psot()发送,需传入1个Runnable对象
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 指定操作UI内容
mTextView.setText("执行了线程1的UI操作");
}
});
}
}.start();
// 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 此处用2个工作线程展示
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText("执行了线程2的UI操作");
}
});
}
}.start();
}
}
(1)工作流程解析
Handler机制的工作流程主要包括4个步骤:
异步通信准备
消息发送
消息循环
消息处理
具体如下图:
(2)工作流程图
(3) 示意图
(4) 特别注意
线程(Thread)、循环器(Looper)、处理者(Handler)之间的对应关系如下:
在源码分析前,先来了解Handler机制中的核心类
(1) 类说明
Handler机制 中有3个重要的类:
下面的源码分析将根据 Handler的使用步骤进行
Handler使用方式 因发送消息到消息队列的方式不同而不同,共分为2种:使用Handler.sendMessage()、使用Handler.post()
下面的源码分析将依据上述2种使用方式进行
方式1:使用 Handler.sendMessage()
/**
* 此处以 匿名内部类 的使用方式为例
*/
// 步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
private Handler mhandler = new Handler(){
// 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需执行的UI操作
}
};
// 步骤2:创建消息对象
Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
// 步骤3:在工作线程中 通过Handler发送消息到消息队列中
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
mHandler.sendMessage(msg);
// 步骤4:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
下面,我将根据上述每个步骤进行源码分析
步骤1:在主线程中 通过匿名内部类 创建Handler类对象
/**
* 具体使用
*/
private Handler mhandler = new Handler(){
// 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
...// 需执行的UI操作
}
};
/**
* 源码分析:Handler的构造方法
* 作用:初始化Handler对象 & 绑定线程
* 注:
* a. Handler需绑定 线程才能使用;绑定后,Handler的消息处理会在绑定的线程中执行
* b. 绑定方式 = 先指定Looper对象,从而绑定了 Looper对象所绑定的线程(因为Looper对象本已绑定了对应线程)
* c. 即:指定了Handler对象的 Looper对象 = 绑定到了Looper对象所在的线程
*/
public Handler() {
this(null, false);
// ->>分析1
}
/**
* 分析1:this(null, false) = Handler(null,false)
*/
public Handler(Callback callback, boolean async) {
...// 仅贴出关键代码
// 1. 指定Looper对象
mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
// Looper.myLooper()作用:获取当前线程的Looper对象;若线程无Looper对象则抛出异常
// 即 :若线程中无创建Looper对象,则也无法创建Handler对象
// 故 若需在子线程中创建Handler对象,则需先创建Looper对象
// 注:可通过Loop.getMainLooper()可以获得当前进程的主线程的Looper对象
// 2. 绑定消息队列对象(MessageQueue)
mQueue = mLooper.mQueue;
// 获取该Looper对象中保存的消息队列对象(MessageQueue)
// 至此,保证了handler对象 关联上 Looper对象中MessageQueue
}
从上面可看出:
当创建Handler对象时,则通过 构造方法 自动关联当前线程的Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue),从而 自动绑定了 实现创建Handler对象操作的线程
那么,当前线程的Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue) 是什么时候创建的呢?
在上述使用步骤中,并无 创建Looper对象 & 对应的消息队列对象(MessageQueue)这1步
步骤1前的隐式操作1:创建循环器对象(Looper) & 消息队列对象(MessageQueue)
/**
* 源码分析1:Looper.prepare()
* 作用:为当前线程(子线程) 创建1个循环器对象(Looper),同时也生成了1个消息队列对象(MessageQueue)
* 注:需在子线程中手动调用该方法
*/
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
// 1. 判断sThreadLocal是否为null,否则抛出异常
//即 Looper.prepare()方法不能被调用两次 = 1个线程中只能对应1个Looper实例
// 注:sThreadLocal = 1个ThreadLocal对象,用于存储线程的变量
sThreadLocal.set(new Looper(true));
// 2. 若为初次Looper.prepare(),则创建Looper对象 & 存放在ThreadLocal变量中
// 注:Looper对象是存放在Thread线程里的
// 源码分析Looper的构造方法->>分析a
}
/**
* 分析a:Looper的构造方法
**/
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
// 1. 创建1个消息队列对象(MessageQueue)
// 即 当创建1个Looper实例时,会自动创建一个与之配对的消息队列对象(MessageQueue)
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}
/**
* 源码分析2:Looper.prepareMainLooper()
* 作用:为 主线程(UI线程) 创建1个循环器对象(Looper),同时也生成了1个消息队列对象(MessageQueue)
* 注:该方法在主线程(UI线程)创建时自动调用,即 主线程的Looper对象自动生成,不需手动生成
*/
// 在Android应用进程启动时,会默认创建1个主线程(ActivityThread,也叫UI线程)
// 创建时,会自动调用ActivityThread的1个静态的main()方法 = 应用程序的入口
// main()内则会调用Looper.prepareMainLooper()为主线程生成1个Looper对象
/**
* 源码分析:main()
**/
public static void main(String[] args) {
... // 仅贴出关键代码
Looper.prepareMainLooper();
// 1. 为主线程创建1个Looper对象,同时生成1个消息队列对象(MessageQueue)
// 方法逻辑类似Looper.prepare()
// 注:prepare():为子线程中创建1个Looper对象
ActivityThread thread = new ActivityThread();
// 2. 创建主线程
Looper.loop();
// 3. 自动开启 消息循环 ->>下面将详细分析
}
总结:
(1)即 主线程的Looper对象自动生成,不需手动生成;而子线程的Looper对象则需手动通过Looper.prepare()创建
(2)在子线程若不手动创建Looper对象 则无法生成Handler对象
根据Handler的作用(在主线程更新UI),故Handler实例的创建场景 主要在主线程
生成Looper & MessageQueue对象后,则会自动进入消息循环:Looper.loop(),即又是另外一个隐式操作。
步骤1前的隐式操作2:消息循环
此处主要分析的是Looper类中的loop()方法
/**
* 源码分析: Looper.loop()
* 作用:消息循环,即从消息队列中获取消息、分发消息到Handler
* 特别注意:
* a. 主线程的消息循环不允许退出,即无限循环
* b. 子线程的消息循环允许退出:调用消息队列MessageQueue的quit()
*/
public static void loop() {
...// 仅贴出关键代码
// 1. 获取当前Looper的消息队列
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
// myLooper()作用:返回sThreadLocal存储的Looper实例;若me为null 则抛出异常
// 即loop()执行前必须执行prepare(),从而创建1个Looper实例
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 获取Looper实例中的消息队列对象(MessageQueue)
// 2. 消息循环(通过for循环)
for (;;) {
// 2.1 从消息队列中取出消息
Message msg = queue.next();
if (msg == null) {
return;
}
// next():取出消息队列里的消息
// 若取出的消息为空,则线程阻塞
// ->> 分析1
// 2.2 派发消息到对应的Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
// 把消息Message派发给消息对象msg的target属性
// target属性实际是1个handler对象
// ->>分析2
// 3. 释放消息占据的资源
msg.recycle();
}
}
/**
* 分析1:queue.next()
* 定义:属于消息队列类(MessageQueue)中的方法
* 作用:出队消息,即从 消息队列中 移出该消息
*/
Message next() {
...// 仅贴出关键代码
// 该参数用于确定消息队列中是否还有消息
// 从而决定消息队列应处于出队消息状态 or 等待状态
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();
}
// nativePollOnce方法在native层,若是nextPollTimeoutMillis为-1,此时消息队列处于等待状态
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
// 出队消息,即 从消息队列中取出消息:按创建Message对象的时间顺序
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
} else {
// 取出了消息
mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();
return msg;
}
} else {
// 若 消息队列中已无消息,则将nextPollTimeoutMillis参数设为-1
// 下次循环时,消息队列则处于等待状态
nextPollTimeoutMillis = -1;
}
......
}
.....
}
}// 回到分析原处
/**
* 分析2:dispatchMessage(msg)
* 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
* 作用:派发消息到对应的Handler实例 & 根据传入的msg作出对应的操作
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
// 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息
// 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()
// 上述结论会在讲解使用“post(Runnable r)”方式时讲解
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
// 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息(即此处需讨论的)
// 则执行handleMessage(msg),即回调复写的handleMessage(msg) ->> 分析3
handleMessage(msg);
}
}
/**
* 分析3:handleMessage(msg)
* 注:该方法 = 空方法,在创建Handler实例时复写 = 自定义消息处理方式
**/
public void handleMessage(Message msg) {
... // 创建Handler实例时复写
}
总结:
(1)若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息,则直接回调Runnable对象里复写的run()
(2)若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息,则回调复写的handleMessage(msg)
步骤2:创建消息对象
/**
* 具体使用
*/
Message msg = Message.obtain(); // 实例化消息对象
msg.what = 1; // 消息标识
msg.obj = "AA"; // 消息内容存放
/**
* 源码分析:Message.obtain()
* 作用:创建消息对象
* 注:创建Message对象可用关键字new 或 Message.obtain()
*/
public static Message obtain() {
// Message内部维护了1个Message池,用于Message消息对象的复用
// 使用obtain()则是直接从池内获取
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
m.flags = 0; // clear in-use flag
sPoolSize--;
return m;
}
// 建议:使用obtain()”创建“消息对象,避免每次都使用new重新分配内存
}
// 若池内无消息对象可复用,则还是用关键字new创建
return new Message();
}
步骤3:在工作线程中 发送消息到消息队列中
多线程的实现方式:AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
/**
* 具体使用
*/
mHandler.sendMessage(msg);
/**
* 源码分析:mHandler.sendMessage(msg)
* 定义:属于处理器类(Handler)的方法
* 作用:将消息 发送 到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
*/
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
// ->>分析1
}
/**
* 分析1:sendMessageDelayed(msg, 0)
**/
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
// ->> 分析2
}
/**
* 分析2:sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)
**/
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
// 1. 获取对应的消息队列对象(MessageQueue)
MessageQueue queue = mQueue;
// 2. 调用了enqueueMessage方法 ->>分析3
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
/**
* 分析3:enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)
**/
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
// 1. 将msg.target赋值为this
// 即 :把 当前的Handler实例对象作为msg的target属性
msg.target = this;
// 请回忆起上面说的Looper的loop()中消息循环时,会从消息队列中取出每个消息msg,然后执行msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息
// 实际上则是将该消息派发给对应的Handler实例
// 2. 调用消息队列的enqueueMessage()
// 即:Handler发送的消息,最终是保存到消息队列->>分析4
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
/**
* 分析4:queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis)
* 定义:属于消息队列类(MessageQueue)的方法
* 作用:入队,即 将消息 根据时间 放入到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
* 采用单链表实现:提高插入消息、删除消息的效率
*/
boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
...// 仅贴出关键代码
synchronized (this) {
msg.markInUse();
msg.when = when;
Message p = mMessages;
boolean needWake;
// 判断消息队列里有无消息
// a. 若无,则将当前插入的消息 作为队头 & 若此时消息队列处于等待状态,则唤醒
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
// b. 判断消息队列里有消息,则根据 消息(Message)创建的时间 插入到队列中
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p;
prev.next = msg;
}
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
// 之后,随着Looper对象的无限消息循环
// 不断从消息队列中取出Handler发送的消息 & 分发到对应Handler
// 最终回调Handler.handleMessage()处理消息
总结
Handler发送消息的本质 = 为该消息定义target属性(即本身实例对象) & 将消息入队到绑定线程的消息队列中。具体如下:
至此,关于使用 Handler.sendMessage()的源码解析完毕
总结
// 步骤1:在主线程中创建Handler实例
private Handler mhandler = new mHandler();
// 步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中 & 指定操作UI内容
// 需传入1个Runnable对象
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
... // 需执行的UI操作
}
});
// 步骤3:开启工作线程(同时启动了Handler)
// 多线程可采用AsyncTask、继承Thread类、实现Runnable
下面,我将根据上述每个步骤进行源码分析
实际上,该方式与方式1中的Handler.sendMessage()工作原理相同、源码分析类似,下面将主要讲解不同之处
步骤1:在主线程中创建Handler实例
/**
* 具体使用
*/
private Handler mhandler = new Handler();
// 与方式1的使用不同:此处无复写Handler.handleMessage()
/**
* 源码分析:Handler的构造方法
* 作用:
* a. 在此之前,主线程创建时隐式创建Looper对象、MessageQueue对象
* b. 初始化Handler对象、绑定线程 & 进入消息循环
* 此处的源码分析类似方式1,此处不作过多描述
*/
步骤2:在工作线程中 发送消息到消息队列中
/**
* 具体使用
* 需传入1个Runnable对象、复写run()从而指定UI操作
*/
mHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
... // 需执行的UI操作
}
});
/**
* 源码分析:Handler.post(Runnable r)
* 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
* 作用:定义UI操作、将Runnable对象封装成消息对象 & 发送 到消息队列中(Message ->> MessageQueue)
* 注:
* a. 相比sendMessage(),post()最大的不同在于,更新的UI操作可直接在重写的run()中定义
* b. 实际上,Runnable并无创建新线程,而是发送 消息 到消息队列中
*/
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
// getPostMessage(r) 的源码分析->>分析1
// sendMessageDelayed()的源码分析 ->>分析2
}
/**
* 分析1:getPostMessage(r)
* 作用:将传入的Runable对象封装成1个消息对象
**/
private static Message getPostMessage(Runnable r) {
// 1. 创建1个消息对象(Message)
Message m = Message.obtain();
// 注:创建Message对象可用关键字new 或 Message.obtain()
// 建议:使用Message.obtain()创建,
// 原因:因为Message内部维护了1个Message池,用于Message的复用,使用obtain()直接从池内获取,从而避免使用new重新分配内存
// 2. 将 Runable对象 赋值给消息对象(message)的callback属性
m.callback = r;
// 3. 返回该消息对象
return m;
} // 回到调用原处
/**
* 分析2:sendMessageDelayed(msg, 0)
* 作用:实际上,从此处开始,则类似方式1 = 将消息入队到消息队列,
* 即 最终是调用MessageQueue.enqueueMessage()
**/
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
// 请看分析3
}
/**
* 分析3:sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis)
**/
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
// 1. 获取对应的消息队列对象(MessageQueue)
MessageQueue queue = mQueue;
// 2. 调用了enqueueMessage方法 ->>分析3
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
/**
* 分析4:enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis)
**/
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
// 1. 将msg.target赋值为this
// 即 :把 当前的Handler实例对象作为msg的target属性
msg.target = this;
// 请回忆起上面说的Looper的loop()中消息循环时,会从消息队列中取出每个消息msg,然后执行msg.target.dispatchMessage(msg)去处理消息
// 实际上则是将该消息派发给对应的Handler实例
// 2. 调用消息队列的enqueueMessage()
// 即:Handler发送的消息,最终是保存到消息队列
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}
// 注:实际上从分析2开始,源码 与 sendMessage(Message msg)发送方式相同
从上面的分析可看出:
- 消息对象的创建 = 内部 根据Runnable对象而封装
- 发送到消息队列的逻辑 = 方式1中sendMessage(Message msg)
下面,我们重新回到步骤1前的隐式操作2:消息循环,即Looper类中的loop()方法
/**
* 源码分析: Looper.loop()
* 作用:消息循环,即从消息队列中获取消息、分发消息到Handler
* 特别注意:
* a. 主线程的消息循环不允许退出,即无限循环
* b. 子线程的消息循环允许退出:调用消息队列MessageQueue的quit()
*/
public static void loop() {
...// 仅贴出关键代码
// 1. 获取当前Looper的消息队列
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
// myLooper()作用:返回sThreadLocal存储的Looper实例;若me为null 则抛出异常
// 即loop()执行前必须执行prepare(),从而创建1个Looper实例
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// 获取Looper实例中的消息队列对象(MessageQueue)
// 2. 消息循环(通过for循环)
for (;;) {
// 2.1 从消息队列中取出消息
Message msg = queue.next();
if (msg == null) {
return;
}
// next():取出消息队列里的消息
// 若取出的消息为空,则线程阻塞
// 2.2 派发消息到对应的Handler
msg.target.dispatchMessage(msg);
// 把消息Message派发给消息对象msg的target属性
// target属性实际是1个handler对象
// ->>分析1
// 3. 释放消息占据的资源
msg.recycle();
}
}
/**
* 分析1:dispatchMessage(msg)
* 定义:属于处理者类(Handler)中的方法
* 作用:派发消息到对应的Handler实例 & 根据传入的msg作出对应的操作
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
// 1. 若msg.callback属性不为空,则代表使用了post(Runnable r)发送消息(即此处需讨论的)
// 则执行handleCallback(msg),即回调Runnable对象里复写的run()->> 分析2
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
// 2. 若msg.callback属性为空,则代表使用了sendMessage(Message msg)发送消息(即此处需讨论的)
// 则执行handleMessage(msg),即回调复写的handleMessage(msg)
handleMessage(msg);
}
}
/**
* 分析2:handleCallback(msg)
**/
private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
// Message对象的callback属性 = 传入的Runnable对象
// 即回调Runnable对象里复写的run()
}
至此,你应该明白使用 Handler.post()的工作流程:与方式1(Handler.sendMessage())类似,区别在于:
- 不需外部创建消息对象,而是内部根据传入的Runnable对象 封装消息对象
- 回调的消息处理方法是:复写Runnable对象的run()
二者的具体异同如下:
至此,关于使用 Handler.post()的源码解析完毕
总结
1. 问题描述
Handler的一般用法 = 新建Handler子类(内部类) 、匿名Handler内部类
/**
* 方式1:新建Handler子类(内部类)
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson:";
private Handler showhandler;
// 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
// 之后执行Loop()进入消息循环
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//1. 实例化自定义的Handler类对象->>分析1
//注:此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue
showhandler = new FHandler();
// 2. 启动子线程1
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1;// 消息标识
msg.obj = "AA";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
// 3. 启动子线程2
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2;// 消息标识
msg.obj = "BB";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
}
// 分析1:自定义Handler子类
class FHandler extends Handler {
// 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 1:
Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
break;
case 2:
Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
break;
}
}
}
}
/**
* 方式2:匿名Handler内部类
*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson:";
private Handler showhandler;
// 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
// 之后执行Loop()进入消息循环
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//1. 通过匿名内部类实例化的Handler类对象
//注:此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue
showhandler = new Handler(){
// 通过复写handlerMessage()从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 1:
Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
break;
case 2:
Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
break;
}
}
};
// 2. 启动子线程1
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1;// 消息标识
msg.obj = "AA";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
// 3. 启动子线程2
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2;// 消息标识
msg.obj = "BB";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
}
}
示意图
- 警告的原因 = 该Handler类由于无设置为 静态类,从而导致了内存泄露
- 最终的内存泄露发生在Handler类的外部类:MainActivity类
示意图
那么,该Handler在无设置为静态类时,为什么会造成内存泄露呢?
2. 原因讲解
2.1 储备知识
- 主线程的Looper对象的生命周期 = 该应用程序的生命周期
- 在Java中,非静态内部类 & 匿名内部类都默认持有 外部类的引用
2.2 泄露原因描述
从上述示例代码可知:
上述的Handler实例的消息队列有2个分别来自线程1、2的消息(分别 为延迟1s、6s)
在Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,消息队列中的Message持有Handler实例的引用
由于Handler = 非静态内部类 / 匿名内部类(2种使用方式),故又默认持有外部类的引用(即MainActivity实例),引用关系如下图
上述的引用关系会一直保持,直到Handler消息队列中的所有消息被处理完毕
在Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,此时若需销毁外部类MainActivity,但由于上述引用关系,垃圾回收器(GC)无法回收MainActivity,从而造成内存泄漏。如下图:
2.3 总结
当Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息时,存在引用关系: “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类”
若出现 Handler的生命周期 > 外部类的生命周期 时(即 Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息 而 外部类需销毁时),将使得外部类无法被垃圾回收器(GC)回收,从而造成 内存泄露
- 存在“未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系
- Handler的生命周期 > 外部类的生命周期
- 即 Handler消息队列 还有未处理的消息 / 正在处理消息 而 外部类需销毁
解决方案的思路 = 使得上述任1条件不成立 即可。
解决方案1:静态内部类+弱引用
原理
静态内部类 不默认持有外部类的引用,从而使得 “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系 的引用关系 不复存在。
具体方案
将Handler的子类设置成 静态内部类
- 同时,还可加上 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
- 原因:弱引用的对象拥有短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描时,一旦发现了只具有弱引用的对象,不管当前内存空间足够与否,都会回收它的内存
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "carson:";
private Handler showhandler;
// 主线程创建时便自动创建Looper & 对应的MessageQueue
// 之后执行Loop()进入消息循环
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//1. 实例化自定义的Handler类对象->>分析1
//注:
// a. 此处并无指定Looper,故自动绑定当前线程(主线程)的Looper、MessageQueue;
// b. 定义时需传入持有的Activity实例(弱引用)
showhandler = new FHandler(this);
// 2. 启动子线程1
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1;// 消息标识
msg.obj = "AA";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
// 3. 启动子线程2
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2;// 消息标识
msg.obj = "BB";// 消息存放
// b. 传入主线程的Handler & 向其MessageQueue发送消息
showhandler.sendMessage(msg);
}
}.start();
}
// 分析1:自定义Handler子类
// 设置为:静态内部类
private static class FHandler extends Handler{
// 定义 弱引用实例
private WeakReference<Activity> reference;
// 在构造方法中传入需持有的Activity实例
public FHandler(Activity activity) {
// 使用WeakReference弱引用持有Activity实例
reference = new WeakReference<Activity>(activity); }
// 通过复写handlerMessage() 从而确定更新UI的操作
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case 1:
Log.d(TAG, "收到线程1的消息");
break;
case 2:
Log.d(TAG, " 收到线程2的消息");
break;
}
}
}
}
解决方案2:当外部类结束生命周期时,清空Handler内消息队列
原理
不仅使得 “未被处理 / 正处理的消息 -> Handler实例 -> 外部类” 的引用关系 不复存在,同时 使得 Handler的生命周期(即 消息存在的时期) 与 外部类的生命周期 同步
具体方案
当 外部类(此处以Activity为例) 结束生命周期时(此时系统会调用onDestroy()),清除 Handler消息队列里的所有消息(调用removeCallbacksAndMessages(null))
具体代码
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
// 外部类Activity生命周期结束时,同时清空消息队列 & 结束Handler生命周期
}
Android多线程实现的复合使用包括:
称为”复用“的主要原因是:这3种方式的本质原理都是Android多线程基础实现(继承Thread类、实现Runnable接口、Handler)的组合实现。下面,我将详细讲解。
- 一个Android 已封装好的轻量级异步类
- 属于抽象类,即使用时需 实现子类
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
...
}
- 实现多线程 在工作线程中执行任务,如 耗时任务
- 异步通信、消息传递 实现工作线程 & 主线程(UI线程)之间的通信,即:将工作线程的执行结果传递给主线程,从而在主线程中执行相关的UI操作,从而保证线程安全
- 方便实现异步通信 :不需使用 “任务线程(如继承Thread类) + Handler”的复杂组合
- 节省资源: 采用线程池的缓存线程 + 复用线程,避免了频繁创建 & 销毁线程所带来的系统资源开销
(1) 类定义
AsyncTask类属于抽象类,即使用时需 实现子类
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
...
}
// 类中参数为3种泛型类型
// 整体作用:控制AsyncTask子类执行线程任务时各个阶段的返回类型
// 具体说明:
// a. Params:开始异步任务执行时传入的参数类型,对应excute()中传递的参数
// b. Progress:异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型
// c. Result:异步任务执行完成后,返回的结果类型,与doInBackground()的返回值类型保持一致
// 注:
// a. 使用时并不是所有类型都被使用
// b. 若无被使用,可用java.lang.Void类型代替
// c. 若有不同业务,需额外再写1个AsyncTask的子类
}
(2) 核心方法
AsyncTask的使用步骤有3个:
- 创建 AsyncTask 子类 & 根据需求实现核心方法
- 创建 AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
- 手动调用execute(()从而执行异步线程任务
/**
* 步骤1:创建AsyncTask子类
* 注:
* a. 继承AsyncTask类
* b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
* c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
*/
private class MyTask extends AsyncTask<Params, Progress, Result> {
....
// 方法1:onPreExecute()
// 作用:执行 线程任务前的操作
// 注:根据需求复写
@Override
protected void onPreExecute() {
...
}
// 方法2:doInBackground()
// 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
// 注:必须复写,从而自定义线程任务
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
...// 自定义的线程任务
// 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
publishProgress(count);
}
// 方法3:onProgressUpdate()
// 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
// 注:根据需求复写
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
...
}
// 方法4:onPostExecute()
// 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
// 注:必须复写,从而自定义UI操作
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
...// UI操作
}
// 方法5:onCancelled()
// 作用:将异步任务设置为:取消状态
@Override
protected void onCancelled() {
...
}
}
/**
* 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
* 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
*/
MyTask mTask = new MyTask();
/**
* 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
* 注:
* a. 必须在UI线程中调用
* b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
* c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute()
* d. 不能手动调用上述方法
*/
mTask.execute();
下面,我将用1个实例讲解 具体如何使用 AsyncTask
(1) 实例说明
点击按钮 则 开启线程执行线程任务
显示后台加载进度
加载完毕后更新UI组件
期间若点击取消按钮,则取消加载
(2) 具体实现
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center"
tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">
<Button
android:layout_centerInParent="true"
android:id="@+id/button"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="点我加载"/>
<TextView
android:id="@+id/text"
android:layout_below="@+id/button"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="还没开始加载!" />
<ProgressBar
android:layout_below="@+id/text"
android:id="@+id/progress_bar"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:progress="0"
android:max="100"
style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/>
<Button
android:layout_below="@+id/progress_bar"
android:layout_centerInParent="true"
android:id="@+id/cancel"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="cancel"/>
</RelativeLayout>
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
// 线程变量
MyTask mTask;
// 主布局中的UI组件
Button button,cancel; // 加载、取消按钮
TextView text; // 更新的UI组件
ProgressBar progressBar; // 进度条
/**
* 步骤1:创建AsyncTask子类
* 注:
* a. 继承AsyncTask类
* b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
* 此处指定为:输入参数 = String类型、执行进度 = Integer类型、执行结果 = String类型
* c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
*/
private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
// 方法1:onPreExecute()
// 作用:执行 线程任务前的操作
@Override
protected void onPreExecute() {
text.setText("加载中");
// 执行前显示提示
}
// 方法2:doInBackground()
// 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
// 此处通过计算从而模拟“加载进度”的情况
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
try {
int count = 0;
int length = 1;
while (count<99) {
count += length;
// 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
publishProgress(count);
// 模拟耗时任务
Thread.sleep(50);
}
}catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
// 方法3:onProgressUpdate()
// 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
progressBar.setProgress(progresses[0]);
text.setText("loading..." + progresses[0] + "%");
}
// 方法4:onPostExecute()
// 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
// 执行完毕后,则更新UI
text.setText("加载完毕");
}
// 方法5:onCancelled()
// 作用:将异步任务设置为:取消状态
@Override
protected void onCancelled() {
text.setText("已取消");
progressBar.setProgress(0);
}
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 绑定UI组件
setContentView(R.layout.activity_main);
button = (Button) findViewById(R.id.button);
cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
text = (TextView) findViewById(R.id.text);
progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);
/**
* 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
* 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
*/
mTask = new MyTask();
// 加载按钮按按下时,则启动AsyncTask
// 任务完成后更新TextView的文本
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
/**
* 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
* 注:
* a. 必须在UI线程中调用
* b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
* c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute()
* d. 不能手动调用上述方法
*/
mTask.execute();
}
});
cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// 取消一个正在执行的任务,onCancelled方法将会被调用
mTask.cancel(true);
}
});
}
}
在使用AsyncTask时有一些问题需要注意的:
(1) 关于 生命周期
- 结论: AsyncTask不与任何组件绑定生命周期
- 使用建议: 在Activity 或 Fragment中使用 AsyncTask时,最好在Activity 或 Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean);
(2) 关于 内存泄漏
- 结论 :若AsyncTask被声明为Activity的非静态内部类,当Activity需销毁时,会因AsyncTask保留对Activity的引用 而导致Activity无法被回收,最终引起内存泄露
- 使用建议: AsyncTask应被声明为Activity的静态内部类
(3) 线程任务执行结果 丢失
- 结论: 当Activity重新创建时(屏幕旋转 / Activity被意外销毁时后恢复),之前运行的AsyncTask(非静态的内部类)持有的之前Activity引用已无效,故复写的onPostExecute()将不生效,即无法更新UI操作
- 使用建议: 在Activity恢复时的对应方法 重启 任务线程
(1) 储备知识:线程
- AsyncTask的实现原理 = 线程池 + Handler
其中:线程池用于线程调度、复用 & 执行任务;Handler 用于异步通信
其内部封装了2个线程池 + 1个Handler,具体介绍如下:
(3) 类 & 方法介绍
在进行源码分析前,先介绍AsyncTask中的类 & 核心方法
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
...
}
// 类中参数为3种泛型类型
// 整体作用:控制AsyncTask子类执行线程任务时各个阶段的返回类型
// 具体说明:
// a. Params:开始异步任务执行时传入的参数类型,对应excute()中传递的参数
// b. Progress:异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型
// c. Result:异步任务执行完成后,返回的结果类型,与doInBackground()的返回值类型保持一致
// 注:
// a. 使用时并不是所有类型都被使用
// b. 若无被使用,可用java.lang.Void类型代替
// c. 若有不同业务,需额外再写1个AsyncTask的子类
}
AsyncTask 核心 & 常用的方法如下:
方法执行顺序如下:
本次源码分析将根据 AsyncTask的使用步骤讲解
AsyncTask的使用步骤有4个:
- 创建 AsyncTask 子类 & 根据需求实现核心方法
- 创建 AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
- 手动调用execute(()从而执行异步线程任务
/**
* 步骤1:创建AsyncTask子类
* 注:
* a. 继承AsyncTask类
* b. 为3个泛型参数指定类型;若不使用,可用java.lang.Void类型代替
* c. 根据需求,在AsyncTask子类内实现核心方法
*/
private class MyTask extends AsyncTask<Params, Progress, Result> {
....
// 方法1:onPreExecute()
// 作用:执行 线程任务前的操作
// 注:根据需求复写
@Override
protected void onPreExecute() {
...
}
// 方法2:doInBackground()
// 作用:接收输入参数、执行任务中的耗时操作、返回 线程任务执行的结果
// 注:必须复写,从而自定义线程任务
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
...// 自定义的线程任务
// 可调用publishProgress()显示进度, 之后将执行onProgressUpdate()
publishProgress(count);
}
// 方法3:onProgressUpdate()
// 作用:在主线程 显示线程任务执行的进度
// 注:根据需求复写
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
...
}
// 方法4:onPostExecute()
// 作用:接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
// 注:必须复写,从而自定义UI操作
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
...// UI操作
}
// 方法5:onCancelled()
// 作用:将异步任务设置为:取消状态
@Override
protected void onCancelled() {
...
}
}
/**
* 步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
* 注:AsyncTask子类的实例必须在UI线程中创建
*/
MyTask mTask = new MyTask();
/**
* 步骤3:手动调用execute(Params... params) 从而执行异步线程任务
* 注:
* a. 必须在UI线程中调用
* b. 同一个AsyncTask实例对象只能执行1次,若执行第2次将会抛出异常
* c. 执行任务中,系统会自动调用AsyncTask的一系列方法:onPreExecute() 、doInBackground()、onProgressUpdate() 、onPostExecute()
* d. 不能手动调用上述方法
*/
mTask.execute();
步骤1:创建AsyncTask子类
在该步骤中,只需知道 “该类中复写的方法将在后续源码中调用” 即可
步骤2:创建AsyncTask子类的实例对象(即 任务实例)
/**
* 具体使用
*/
MyTask mTask = new MyTask();
/**
* 源码分析:AsyncTask的构造函数
*/
public AsyncTask() {
// 1. 初始化WorkerRunnable变量 = 一个可存储参数的Callable对象 ->>分析1
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
// 在任务执行线程池中回调:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()
// 下面会详细讲解
public Result call() throws Exception {
// 添加线程的调用标识
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
// 设置线程的优先级
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
// 执行异步操作 = 耗时操作
// 即 我们使用过程中复写的耗时任务
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);// 若运行异常,设置取消的标志
throw tr;
} finally {
// 把异步操作执行的结果发送到主线程
// 从而更新UI,下面会详细讲解
postResult(result);
}
return result;
}
};
// 2. 初始化FutureTask变量 = 1个FutureTask ->>分析2
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
// done()简介:FutureTask内的Callable执行完后的调用方法
// 作用:复查任务的调用、将未被调用的任务的结果通过InternalHandler传递到UI线程
@Override
protected void done() {
try {
// 在执行完任务后检查,将没被调用的Result也一并发出 ->>分析3
postResultIfNotInvoked(get());
} catch (InterruptedException e) {
android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
} catch (ExecutionException e) {
throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
//若 发生异常,则将发出null
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
/**
* 分析1:WorkerRunnable类的构造函数
*/
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
// 此处的Callable也是任务;
// 与Runnable的区别:Callable存在返回值 = 其泛型
Params[] mParams;
}
/**
* 分析2:FutureTask类的构造函数
* 定义:1个包装任务的包装类
* 注:内部包含Callable 、增加了一些状态标识 & 操作Callable的接口
*/
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW;
}
// 回到调用原处
/**
* 分析3:postResultIfNotInvoked()
*/
private void postResultIfNotInvoked()(Result result) {
// 取得任务标记
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
// 若任务无被执行,将未被调用的任务的结果通过InternalHandler传递到UI线程
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
总结:
- 创建了1个WorkerRunnable类 的实例对象 & 复写了call()方法
- 创建了1个FutureTask类 的实例对象 & 复写了 done()
步骤3:手动调用execute(Params… params)
/**
* 具体使用
*/
mTask.execute();
/**
* 源码分析:AsyncTask的execute()
*/
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
// ->>分析1
}
/**
* 分析1:executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)
* 参数说明:sDefaultExecutor = 任务队列 线程池类(SerialExecutor)的对象
*/
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,Params... params) {
// 1. 判断 AsyncTask 当前的执行状态
// PENDING = 初始化状态
if (mStatus != Status.PENDING) {
switch (mStatus) {
case RUNNING:
throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the task is already running.");
case FINISHED:
throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the task has already been executed "
+ "(a task can be executed only once)");
}
}
// 2. 将AsyncTask状态设置为RUNNING状态
mStatus = Status.RUNNING;
// 3. 主线程初始化工作
onPreExecute();
// 4. 添加参数到任务中
mWorker.mParams = params;
// 5. 执行任务
// 此处的exec = sDefaultExecutor = 任务队列 线程池类(SerialExecutor)的对象
// ->>分析2
exec.execute(mFuture);
return this;
}
/**
* 分析2:exec.execute(mFuture)
* 说明:属于任务队列 线程池类(SerialExecutor)的方法
*/
private static class SerialExecutor implements Executor {
// SerialExecutor = 静态内部类
// 即 是所有实例化的AsyncTask对象公有的
// SerialExecutor 内部维持了1个双向队列;
// 容量根据元素数量调节
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
Runnable mActive;
// execute()被同步锁synchronized修饰
// 即说明:通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的
// 即 多个任务需1个个加到该队列中;然后 执行完队列头部的再执行下一个,以此类推
public synchronized void execute(final Runnable r) {
// 将实例化后的FutureTask类 的实例对象传入
// 即相当于:向队列中加入一个新的任务
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
r.run();
} finally {
scheduleNext();->>分析3
}
}
});
// 若当前无任务执行,则去队列中取出1个执行
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
// 分析3
protected synchronized void scheduleNext() {
// 1. 取出队列头部任务
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
// 2. 执行取出的队列头部任务
// 即 调用执行任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR)->>继续往下看
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
总结:
- 执行任务前,通过 任务队列 线程池类(SerialExecutor)将任务按顺序放入到队列中;
- 通过同步锁 修饰execute()从而保证AsyncTask中的任务是串行执行的
- 之后的线程任务执行是 通过任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR) 进行的。
继续往下分析:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()
/**
* 源码分析:THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()
* 说明:
* a. THREAD_POOL_EXECUTOR实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池
* b. 调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务
* c. 而该耗时任务则是步骤2中初始化WorkerRunnable实例对象时复写的call()
* 注:下面先看任务执行线程池的线程配置过程,看完后请回到步骤2中的源码分析call()
*/
// 步骤1:参数设置
//获得当前CPU的核心数
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//设置线程池的核心线程数2-4之间,但是取决于CPU核数
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
//设置线程池的最大线程数为 CPU核数*2+1
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//设置线程池空闲线程存活时间30s
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
//初始化线程工厂
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
};
//初始化存储任务的队列为LinkedBlockingQueue 最大容量为128
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
// 步骤2: 根据参数配置执行任务线程池,即 THREAD_POOL_EXECUTOR
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;
static {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
// 设置核心线程池的 超时时间也为30s
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
// 请回到步骤2中的源码分析call()
至此,我们回到步骤2中的源码分析call()
/**
* 步骤2的源码分析:AsyncTask的构造函数
*/
public AsyncTask() {
// 1. 初始化WorkerRunnable变量 = 一个可存储参数的Callable对象
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
// 添加线程的调用标识
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
// 设置线程的优先级
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
// 执行异步操作 = 耗时操作
// 即 我们使用过程中复写的耗时任务
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);// 若运行异常,设置取消的标志
throw tr;
} finally {
// 把异步操作执行的结果发送到主线程
// 从而更新UI ->>分析1
postResult(result);
}
return result;
}
};
.....// 省略
}
/**
* 分析1:postResult(result)
*/
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
// 创建Handler对象 ->> 源自InternalHandler类—>>分析2
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
// 发送消息到Handler中
message.sendToTarget();
return result;
}
/**
* 分析2:InternalHandler类
*/
private static class InternalHandler extends Handler {
// 构造函数
public InternalHandler() {
super(Looper.getMainLooper());
// 获取的是主线程的Looper()
// 故 AsyncTask的实例创建 & execute()必须在主线程使用
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
switch (msg.what) {
// 若收到的消息 = MESSAGE_POST_RESULT
// 则通过finish() 将结果通过Handler传递到主线程
case MESSAGE_POST_RESULT:
result.mTask.finish(result.mData[0]); ->>分析3
break;
// 若收到的消息 = MESSAGE_POST_PROGRESS
// 则回调onProgressUpdate()通知主线程更新进度的操作
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}
/**
* 分析3:result.mTask.finish(result.mData[0])
*/
private void finish(Result result) {
// 先判断是否调用了Cancelled()
// 1. 若调用了则执行我们复写的onCancelled()
// 即 取消任务时的操作
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
// 2. 若无调用Cancelled(),则执行我们复写的onPostExecute(result)
// 即更新UI操作
onPostExecute(result);
}
// 注:不管AsyncTask是否被取消,都会将AsyncTask的状态变更为:FINISHED
mStatus = Status.FINISHED;
}
总结
- 任务线程池类(THREAD_POOL_EXECUTOR)实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池
- 调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务
- 而该耗时任务则是步骤2中初始化 WorkerRunnable实例对象时复写的call()内容
- 在call()方法里,先调用 我们复写的doInBackground(mParams)执行耗时操作
- 再调用postResult(result), 通过 InternalHandler 类 将任务消息传递到主线程;根据消息标识(MESSAGE_POST_RESULT)判断,最终通过finish()调用我们复写的onPostExecute(result),从而实现UI更新操作
至此,关于AsyncTask的源码 分析完毕,附上一份最终总结:
总结
本文介绍了多线程中的AsyncTask的 工作原理 & 源码分析,总结如下:
- HandlerThread的本质:继承Thread类 & 封装Handler类
- HandlerThread的使用步骤分为5步
// 步骤1:创建HandlerThread实例对象
// 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
// 步骤2:启动线程
mHandlerThread.start();
// 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
// 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
// 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
...//消息处理
return true;
}
});
// 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
// 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
// 步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环
mHandlerThread.quit();
下面,我将用一个实例讲解HandlerThread该如何使用
2.3.1 实例说明
2.3.2 具体实现
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center"
tools:context="com.example.carson_ho.handler_learning.MainActivity">
<TextView
android:id="@+id/text1"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="测试结果" />
<Button
android:id="@+id/button1"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_below="@+id/text1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="点击延迟1s + 显示我爱学习"/>
<Button
android:id="@+id/button2"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_below="@+id/button1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="点击延迟3s + 显示我不爱学习"/>
<Button
android:id="@+id/button3"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_below="@+id/button2"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="结束线程的消息循环"/>
</RelativeLayout>
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
Handler mainHandler,workHandler;
HandlerThread mHandlerThread;
TextView text;
Button button1,button2,button3;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 显示文本
text = (TextView) findViewById(R.id.text1);
// 创建与主线程关联的Handler
mainHandler = new Handler();
/**
* 步骤1:创建HandlerThread实例对象
* 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
*/
mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
/**
* 步骤2:启动线程
*/
mHandlerThread.start();
/**
* 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
* 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
* 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
*/
workHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()){
@Override
// 消息处理的操作
public void handleMessage(Message msg)
{
//设置了两种消息处理操作,通过msg来进行识别
switch(msg.what){
// 消息1
case 1:
try {
//延时操作
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 通过主线程Handler.post方法进行在主线程的UI更新操作
mainHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run () {
text.setText("我爱学习");
}
});
break;
// 消息2
case 2:
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
mainHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run () {
text.setText("我不喜欢学习");
}
});
break;
default:
break;
}
}
};
/**
* 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
* 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
*/
// 点击Button1
button1 = (Button) findViewById(R.id.button1);
button1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// 通过sendMessage()发送
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 1; //消息的标识
msg.obj = "A"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
}
});
// 点击Button2
button2 = (Button) findViewById(R.id.button2);
button2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// 通过sendMessage()发送
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
}
});
// 点击Button3
// 作用:退出消息循环
button3 = (Button) findViewById(R.id.button3);
button3.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
mHandlerThread.quit();
}
});
}
}
在HandlerThread中,有2个问题需注意的:内存泄漏 & 连续发送消息
2.4.1 内存泄露
In Android, Handler classes should be static or leaks might occur.
即造成了严重的内存泄漏
2.4.2 连续发送消息
- 当你连续点击3下时,发现并无按照最新点击的按钮操作显示,而是按顺序的一个个显示出来
- 原因:使用HandlerThread时只是开了一个工作线程,当你点击了n下后,只是将n个消息发送到消息队列MessageQueue里排队,等候派发消息给Handler再进行对应的操作
内部原理 = Thread类 + Handler类机制,即:
- 通过继承Thread类,快速地创建1个带有Looper对象的新工作线程
- 通过封装Handler类,快速创建Handler & 与其他线程进行通信
本次源码分析将根据 HandlerThread的使用步骤讲解
HandlerThread的使用步骤有5个:
// 步骤1:创建HandlerThread实例对象
// 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
// 步骤2:启动线程
mHandlerThread.start();
// 步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
// 作用:关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
// 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
...//消息处理
return true;
}
});
// 步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
// 在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
// 步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环
mHandlerThread.quit();
下面,我将根据上述使用步骤进行源码分析
步骤1:创建HandlerThread的实例对象
/**
* 具体使用
* 传入参数 = 线程名字,作用 = 标记该线程
*/
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("handlerThread");
/**
* 源码分析:HandlerThread类的构造方法
*/
public class HandlerThread extends Thread {
// 继承自Thread类
int mPriority; // 线程优先级
int mTid = -1; // 当前线程id
Looper mLooper; // 当前线程持有的Looper对象
// HandlerThread类有2个构造方法
// 区别在于:设置当前线程的优先级参数,即可自定义设置 or 使用默认优先级
// 方式1. 默认优先级
public HandlerThread(String name) {
// 通过调用父类默认的方法创建线程
super(name);
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}
// 方法2. 自定义设置优先级
public HandlerThread(String name, int priority) {
super(name);
mPriority = priority;
}
...
}
总结
步骤2:启动线程
/**
* 具体使用
*/
mHandlerThread.start();
/**
* 源码分析:此处调用的是父类(Thread类)的start(),最终回调HandlerThread的run()
*/
@Override
public void run() {
// 1. 获得当前线程的id
mTid = Process.myTid();
// 2. 创建1个Looper对象 & MessageQueue对象
Looper.prepare();
// 3. 通过持有锁机制来获得当前线程的Looper对象
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
// 发出通知:当前线程已经创建mLooper对象成功
// 此处主要是通知getLooper()中的wait()
notifyAll();
// 此处使用持有锁机制 + notifyAll() 是为了保证后面获得Looper对象前就已创建好Looper对象
}
// 4. 设置当前线程的优先级
Process.setThreadPriority(mPriority);
// 5. 在线程循环前做一些准备工作 ->>分析1
// 该方法实现体是空的,子类可实现 / 不实现该方法
onLooperPrepared();
// 6. 进行消息循环,即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息
Looper.loop();
mTid = -1;
}
}
/**
* 分析1:onLooperPrepared();
* 说明:该方法实现体是空的,子类可实现 / 不实现该方法
*/
protected void onLooperPrepared() {
}
总结
- 为当前工作线程(即步骤1创建的线程)创建1个Looper对象 & MessageQueue对象
- 通过持有锁机制来获得当前线程的Looper对象
- 发出通知:当前线程已经创建mLooper对象成功
- 工作线程进行消息循环,即不断从MessageQueue中取消息 & 派发消息
步骤3:创建工作线程Handler & 复写handleMessage()
/**
* 具体使用
* 作用:将Handler关联HandlerThread的Looper对象、实现消息处理操作 & 与其他线程进行通信
* 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
*/
Handler workHandler = new Handler( handlerThread.getLooper() ) {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
...//消息处理
return true;
}
});
/**
* 源码分析:handlerThread.getLooper()
* 作用:获得当前HandlerThread线程中的Looper对象
*/
public Looper getLooper() {
// 若线程不是存活的,则直接返回null
if (!isAlive()) {
return null;
}
// 若当前线程存活,再判断线程的成员变量mLooper是否为null
// 直到线程创建完Looper对象后才能获得Looper对象,若Looper对象未创建成功,则阻塞
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
// 此处会调用wait方法去等待
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
// 上述步骤run()使用 持有锁机制 + notifyAll() 获得Looper对象后
// 则通知当前线程的wait()结束等待 & 跳出循环
// 最终getLooper()返回的是在run()中创建的mLooper对象
return mLooper;
}
总结
- 在获得HandlerThread工作线程的Looper对象时存在一个同步的问题:只有当线程创建成功 & 其对应的Looper对象也创建成功后才能获得Looper的值,才能将创建的Handler 与
工作线程的Looper对象绑定,从而将Handler绑定工作线程- 解决方案:即保证同步的解决方案 = 同步锁、wait() 和 notifyAll(),即 在run()中成功创建Looper对象后,立即调用notifyAll()通知 getLooper()中的wait()结束等待 &
返回run()中成功创建的Looper对象,使得Handler与该Looper对象绑定
步骤4:使用工作线程Handler向工作线程的消息队列发送消息
/**
* 具体使用
* 作用:在工作线程中,当消息循环时取出对应消息 & 在工作线程执行相关操作
* 注:消息处理操作(HandlerMessage())的执行线程 = mHandlerThread所创建的工作线程中执行
*/
// a. 定义要发送的消息
Message msg = Message.obtain();
msg.what = 2; //消息的标识
msg.obj = "B"; // 消息的存放
// b. 通过Handler发送消息到其绑定的消息队列
workHandler.sendMessage(msg);
/**
* 源码分析:workHandler.sendMessage(msg)
* 此处的源码即Handler的源码,故不作过多描述
*/
步骤5:结束线程,即停止线程的消息循环
/**
* 具体使用
*/
mHandlerThread.quit();
/**
* 源码分析:mHandlerThread.quit()
* 说明:
* a. 该方法属于HandlerThread类
* b. HandlerThread有2种让当前线程退出消息循环的方法:quit() 、quitSafely()
*/
// 方式1:quit()
// 特点:效率高,但线程不安全
public boolean quit() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quit();
return true;
}
return false;
}
// 方式2:quitSafely()
// 特点:效率低,但线程安全
public boolean quitSafely() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quitSafely();
return true;
}
return false;
}
// 注:上述2个方法最终都会调用MessageQueue.quit(boolean safe)->>分析1
/**
* 分析1:MessageQueue.quit(boolean safe)
*/
void quit(boolean safe) {
if (!mQuitAllowed) {
throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
}
synchronized (this) {
if (mQuitting) {
return;
}
mQuitting = true;
if (safe) {
removeAllFutureMessagesLocked(); // 方式1(不安全)会调用该方法 ->>分析2
} else {
removeAllMessagesLocked(); // 方式2(安全)会调用该方法 ->>分析3
}
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting was previously false.
nativeWake(mPtr);
}
}
/**
* 分析2:removeAllMessagesLocked()
* 原理:遍历Message链表、移除所有信息的回调 & 重置为null
*/
private void removeAllMessagesLocked() {
Message p = mMessages;
while (p != null) {
Message n = p.next;
p.recycleUnchecked();
p = n;
}
mMessages = null;
}
/**
* 分析3:removeAllFutureMessagesLocked()
* 原理:先判断当前消息队列是否正在处理消息
* a. 若不是,则类似分析2移除消息
* b. 若是,则等待该消息处理处理完毕再使用分析2中的方式移除消息退出循环
* 结论:退出方法安全与否(quitSafe() 或 quit()),在于该方法移除消息、退出循环时是否在意当前队列是否正在处理消息
*/
private void removeAllFutureMessagesLocked() {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message p = mMessages;
if (p != null) {
// 判断当前消息队列是否正在处理消息
// a. 若不是,则直接移除所有回调
if (p.when > now) {
removeAllMessagesLocked();
} else {
// b. 若是正在处理,则等待该消息处理处理完毕再退出该循环
Message n;
for (;;) {
n = p.next;
if (n == null) {
return;
}
if (n.when > now) {
break;
}
p = n;
}
p.next = null;
do {
p = n;
n = p.next;
p.recycleUnchecked();
} while (n != null);
}
}
}
至此,关于HandlerThread源码的分析完毕。
总结
本文全面分析了多线程中HandlerThread的源码,总结如下:
Android里的一个封装类,继承四大组件之一的Service
处理异步请求 & 实现多线程
线程任务 需 按顺序、在后台执行
- 最常见的场景:离线下载
- 不符合多个数据同时请求的场景:所有的任务都在同一个Thread looper里执行
步骤1:定义 IntentService的子类,需复写onHandleIntent()方法
步骤2:在Manifest.xml中注册服务
步骤3:在Activity中开启Service服务
步骤1:定义 IntentService的子类
传入线程名称、复写onHandleIntent()
方法
public class myIntentService extends IntentService {
/**
* 在构造函数中传入线程名字
**/
public myIntentService() {
// 调用父类的构造函数
// 参数 = 工作线程的名字
super("myIntentService");
}
/**
* 复写onHandleIntent()方法
* 根据 Intent实现 耗时任务 操作
**/
@Override
protected void onHandleIntent(Intent intent) {
// 根据 Intent的不同,进行不同的事务处理
String taskName = intent.getExtras().getString("taskName");
switch (taskName) {
case "task1":
Log.i("myIntentService", "do task1");
break;
case "task2":
Log.i("myIntentService", "do task2");
break;
default:
break;
}
}
@Override
public void onCreate() {
Log.i("myIntentService", "onCreate");
super.onCreate();
}
/**
* 复写onStartCommand()方法
* 默认实现 = 将请求的Intent添加到工作队列里
**/
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
Log.i("myIntentService", "onStartCommand");
return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
}
@Override
public void onDestroy() {
Log.i("myIntentService", "onDestroy");
super.onDestroy();
}
}
步骤2:在Manifest.xml中注册服务
<service android:name=".myIntentService">
<intent-filter >
<action android:name="cn.scu.finch"/>
</intent-filter>
</service>
步骤3:在Activity中开启Service服务
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 同一服务只会开启1个工作线程
// 在onHandleIntent()函数里,依次处理传入的Intent请求
// 将请求通过Bundle对象传入到Intent,再传入到服务里
// 请求1
Intent i = new Intent("cn.scu.finch");
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("taskName", "task1");
i.putExtras(bundle);
startService(i);
// 请求2
Intent i2 = new Intent("cn.scu.finch");
Bundle bundle2 = new Bundle();
bundle2.putString("taskName", "task2");
i2.putExtras(bundle2);
startService(i2);
startService(i); //多次启动
}
}
此处主要讲解IntentService与四大组件Service、普通线程的区别。
IntentService的工作原理 & 源码工作流程如下:
若启动IntentService 多次,那么 每个耗时操作 则 以队列的方式 在 IntentService的 onHandleIntent回调方法中依次执行,执行完自动结束
接下来,我们将通过 源码分析 解决以下问题:
- IntentService 如何单独开启1个新的工作线程
- IntentService 如何通过onStartCommand() 将Intent 传递给服务 & 依次插入到工作队列中
问题1:IntentService如何单独开启1个新的工作线程
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
// 1. 通过实例化andlerThread新建线程 & 启动;故 使用IntentService时,不需额外新建线程
// HandlerThread继承自Thread,内部封装了 Looper
HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
thread.start();
// 2. 获得工作线程的 Looper & 维护自己的工作队列
mServiceLooper = thread.getLooper();
// 3. 新建mServiceHandler & 绑定上述获得Looper
// 新建的Handler 属于工作线程 ->>分析1
mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
}
/**
* 分析1:ServiceHandler源码分析
**/
private final class ServiceHandler extends Handler {
// 构造函数
public ServiceHandler(Looper looper) {
super(looper);
}
// IntentService的handleMessage()把接收的消息交给onHandleIntent()处理
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
// onHandleIntent 方法在工作线程中执行
// onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写 ->>分析2
onHandleIntent((Intent)msg.obj);
// 执行完调用 stopSelf() 结束服务
stopSelf(msg.arg1);
}
}
/**
* 分析2: onHandleIntent()源码分析
* onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写
**/
@WorkerThread
protected abstract void onHandleIntent(Intent intent);
问题2:IntentService 如何通过onStartCommand() 将Intent 传递给服务 & 依次插入到工作队列中
/**
* onStartCommand()源码分析
* onHandleIntent() = 抽象方法,使用时需重写
**/
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
// 调用onStart()->>分析1
onStart(intent, startId);
return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
}
/**
* 分析1:onStart(intent, startId)
**/
public void onStart(Intent intent, int startId) {
// 1. 获得ServiceHandler消息的引用
Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
msg.arg1 = startId;
// 2. 把 Intent参数 包装到 message 的 obj 发送消息中,
//这里的Intent = 启动服务时startService(Intent) 里传入的 Intent
msg.obj = intent;
// 3. 发送消息,即 添加到消息队列里
mServiceHandler.sendMessage(msg);
}
至此,关于IntentService的源码分析讲解完毕。
从上面源码可看出:IntentService本质 = Handler + HandlerThread:
此处,有两个注意事项需要关注的:
- 工作任务队列 = 顺序执行
- 不建议通过 bindService() 启动 IntentService
注意事项1:工作任务队列 = 顺序执行
即 若一个任务正在IntentService中执行,此时你再发送1个新的任务请求,这个新的任务会一直等待直到前面一个任务执行完毕后才开始执行
原因:
- 由于onCreate()只会调用一次 = 只会创建1个工作线程;
- 当多次调用 startService(Intent)时(即 onStartCommand()也会调用多次),其实不会创建新的工作线程,只是把消息加入消息队列中 & 等待执行。 所以,多次启动 IntentService 会按顺序执行事件
- 若服务停止,则会清除消息队列中的消息,后续的事件不执行
注意事项2:不建议通过 bindService() 启动 IntentService
原因:
// 在IntentService中,onBind()`默认返回null
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return null;
}
onCreate() ->> onBind() ->> onunbind()->> onDestory()
Android多线程的高级使用主要是线程池(ThreadPool)。
具体参考Android线程池使用及其原理
以上就是多线程实现的方式,参考https://juejin.im/post/5d12c1c66fb9a07ee30e2821