了解Android的核心:Looper,Handler和HandlerThread

原文

本文介绍Android Looper,Handler和HandlerThread。这些都是Android OS的基石。

根据我自己的经验,直到最近我才在有限的情况下使用它们。我的用例涉及将任务发送到主/ UI线程,主要用于从任何其他线程更新UI。多线程操作的其他方面通过诸如ThreadPoolExecutor,IntentService和AsyncTask等其他方式进行处理。

多线程和多任务运行是老主题。Java本身具有java.util.concurrent包和Fork / Join框架来辅助完成这些事情。业界也已经有人编写了几个库来简化异步操作。RxJava是目前用于响应式编程和设计异步应用程序的最受欢迎的库。

那么,我为什么要写关于老派(old school)的文章呢?

LooperHandlerHandlerThread是Android解决异步编程问题的方法。他们可不是老派,而是一个构建起了整个复杂的android框架的整洁结构。

对于新开发人员,强烈建议理解他们背后的原则,并且经历我们应该重新回顾的这个主题,以回忆起小部分的细节。

用例:

  1. Android中的主线程是使用LooperHandlers构建的。因此,了解它对于创建畅通的响应式用户界面非常重要。
  2. 由于库的大小,编写库的开发人员无法使用第三方库。所以,对他们来说,最好的选择是利用现有的可用资源。为此目的编写自己的解决方案,可能并不总能达到那样的效率和优化水平。
  3. 对于公司/个人发布SDK的情形,我们也有同样的论述。客户端可以有不同的实现,但他们都将共享通用的Android框架API。
  4. 完全理解它们将从整体上增强遵循Android SDK和包类的能力。

让我们用调查问卷开始这一探索/回顾。

我期望读者对java线程有基本的了解。如果你需要,那么快速浏览一下java Thread和Runnable 。

那么,java线程有什么问题呢?

Java线程只能一次性使用,并在执行其run方法后死亡。

我们可以改进它吗?

线程是一把双刃剑。我们可以通过在执行线程之间分配任务来加速执行,但也可能在线程过多时减慢执行速度。线程创建本身是一个开销。所以,最好的选择是拥有最佳数量的线程并重用它们以执行任务。

线程可重用性的模型:

  1. 线程(thread)通过run()方法在循环中保持活动状态。
  2. 任务(task)由该线程串行执行并维护在队列中(MessageQueue)。
  3. 线程必须在完成时终止。

Android的做法是什么?

上述模型通过LooperHandlerHandlerThread在Android中实现。该系统可以被视为一辆车,就像在本文的封面一样。

  1. MessageQueue是一个具有应处理消息的任务队列。
  2. Handler使用Looper将任务排入MessageQueue中,并在任务从MessageQueue退出时执行它们。
  3. Looper是保持线程活动的一个工作者,循环扫过MessageQueue并将消息发送到相应的handler进行处理。
  4. 最后,Thread通过调用Looper的quit()方法终止。

一个线程只能有一个独特的Looper,并且可以拥有许多与其相关的独特Handlers。

为线程创建Looper和MessageQueue:

线程在运行后通过调用Looper.prepare()获取LooperMessageQueueLooper.prepare()标识调用线程,创建一个LooperMessageQueue对象,并将他们与[ThreadLocal](https://developer.android.com/reference/java/lang/ThreadLocal.html)存储类中的thread相关联。Looper. *loop* ()必须被调用,来启动相关联的Looper。类似地, looper必须被明确地通过looper.quit()终止。

class LooperThread extends Thread {
      public Handler mHandler; 

      public void run() { 
          Looper.prepare();

          mHandler = new Handler() { 
              public void handleMessage(Message msg) { 
                 // process incoming messages here
                 // this will run in non-ui/background thread
              } 
          }; 

          Looper.loop();
      } 
  }

为线程创建处理程序:

一个Handler与实例化它的线程通过该线程的Looper与其隐式关联,但是我们可以通过在Handler的构造函数中传递线程的looper来明确地将其绑定到线程。

handler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        // process incoming messages here
        // this will run in the thread, which instantiates it
    }
};

通过Handler发送消息给MessageQueue可以通过两种模式完成:

  1. Message :它是一个定义了处理消息数据的各种有用方法的类。为了发送一个对象,我们可以设置obj变量。
Message msg = new Message();
msg.obj = "Ali send message";
handler.sendMessage(msg);

Message 类的详细概述 可以在这里找到:https://developer.android.com/reference/android/os/Message.html

2。Runnable :也可以在MessageQueue中发送runnable 。例如:在主线程中发布和运行任务。

new Handler(Looper.getMainLooper()).post(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // this will run in the main thread
    }
});

在上面的例子中,我们创建一个Handler并提供与主线程关联的Looper 。这将这个handler关联到主线程。当我们发布Runnable时,它会在主线程的MessageQueue排队,然后在主线程中执行。

*Handler能够以各种方式进行消息操作,可以在这里找到:https://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html

创建自己的线程并提供LopperMessageQueue不是解决问题的正确方法。所以,Android提供了HandlerThreadThread子类 )来简化流程。在内部,它做了与我们所做的相同的事情,但以一种可靠的方式。所以,总是使用HandlerThread

创建HandlerThread的方法之一是将其子类化,大部分时间您将使用此方法。

private class MyHandlerThread extends HandlerThread {

    Handler handler;

    public MyHandlerThread(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void onLooperPrepared() {
        handler = new Handler(getLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                // process incoming messages here
                // this will run in non-ui/background thread
            }
        };
    }
}

注意:当onLooperPrepared()被调用时,我们已经实例化了Handler。所以,那个Handler可以和那个Looper关联起来。

  1. Looper只在HandlerThread的start()被调用后准备好,即在线程运行之后。
  2. Handler只能在Looper准备好后才能与HandlerThread关联。

其他创建HandlerThread的方法:

HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("MyHandlerThread");
handlerThread.start();
Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper());

注意: HandlerThread需要调用myHandlerThread.quit()来释放资源并停止执行线程。

我建议练习上面的代码,这样你就可以掌握他们的小细节。

我为模拟邮局创建了一个示例项目。邮局建立在HandlerThread基础之上,且所有客户端(Clients)在邮局的帮助下进行通信。模拟器(Simulator)类创建少量客户端机器人(Client Bots)并将其通信委托给MainActivity,MainActivity将其呈现为实时馈送(live feed)。

这个例子的链接:

MindorksOpenSource/post-office-simulator-looper-example
post-office-simulator-looper-example - 这个Android项目使用HandlerThread模拟邮局

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