Android 進程與線程管理

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一、簡介

　　進程（Process）是程式的一個啟動並執行執行個體，以區別“程式”這一靜態概念。線程（Thread）是CPU調用的基本單位。

二、進程的組成部分

　　在Android中的四大組件是進程組成的一部分，Android App在啟動時，建立App進程，以及主線程（UI線程）和兩個Binder線程。建立一個新工程，在工程中建立一個Activity、Service、BroadcastReceiver，分別在onCreate(...)和onReceiver(...)方法Debug 斷點調試。查看Activity、Service、BroadcastReceiver組件建立及啟動過程。

　　啟動應用建立App進程：

 

 

　　Activity啟動：

　　Service啟動：

　　BroadcastReceiver啟動：

 

　　由調試可以看到Activity、Service、BroadcastReceiver組件都是在主線程中建立的，其建立過程基本上一致。所以，Service、BroadcastReceiver執行耗時操作時，要在子線程中執行。

三、Runnable、Message、MessageQueue、Looper、Handler

　　在Android開發中，使用訊息佇列（message）完成線程間通訊。而使用訊息佇列的線程就是訊息迴圈（message looper）。訊息迴圈不斷的檢查訊息佇列，是否有新訊息。訊息迴圈是由一個線程和一個looper組成；looper對象管理著線程的訊息佇列。

 

　　Android的主線程也是一個訊息迴圈，也具有一個Looper，主線程所有的任務都是由looper完成。訊息迴圈是由一個線程和一個looper組成，looper對象管理著線程的訊息佇列；因此，looper不斷的從訊息佇列中抓取訊息，然後完成訊息指定的任務。

 

　　PS: 線程預設情況下，是沒有訊息迴圈（Looper）的，在Android中，只有主線程預設就是Looper（訊息迴圈）。在新建立的線程中，使用Looper，要先建立一個Looper才行。

 

　　從下面圖中瞭解一下Runnable、Message、MessageQueue、Looper、Handler含義：

 

　　　　　　　　　　　　　　　　（此圖來自於其它書籍資料）

　　將這此含義揉合在一起就是一個訊息從發出到執行的整個過程：

　　　　　　　　　　　　　　（此圖來自於其它書籍資料）

　　從上面這兩個圖中，我們可以瞭解到：

　　1. Runnable和Message壓入到MessageQueue中，形成一個訊息集合。

　　2. Looper在不斷的迴圈，不停的在做某一件事，比如：中Looper在不停的從MessageQueue中拿出Item，再傳遞給Handler執行。

　　3. Handler在不斷的去做某一具體的事情，比如：Handler收到一個訊息，去解析一個後台返回的資料，再將其更新到UI上。

　　從上面來看，Handler和Thread從表像上看確實沒有直接的關係，但是因為：

　　1.  每個Thread只能對應一個Looper；

　　2. 每個Looper只能對應一個MessageQueue；

　　3. 每個MessageQueue有N個Message；

　　4. 每個Message最多指定一個Handler來處理；

　　由此，可以推出Thread和Handler是一對多的關係。而Handler有兩方面作用：

　　1. 處理Message，作為Message處理者。

　　2. 負責將Message壓入MessageQueue中。

 

四、Message與Handler

 

　　Message與Handler是成對出現的，Message是訊息，而Handler是訊息要完成任務的對象。

 

　　訊息是Message的一個執行個體，在實現一個訊息時，要同時實現Message類的一些執行個體變數，

 

• • what： 使用者定義的Int類型訊息代碼，用來描述訊息。
  • obj： 隨訊息一起發送的使用者指定的對象，即訊息傳遞的資料。
  • target：完成訊息指定任務的目標，即用來完成訊息指定任務的對象。

 

　　Handler是完成訊息或訊息指定任務的對象，Handler不僅是完成訊息的目標或對象，也是建立和發布訊息（Message）的介面。

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　（圖來源於Android權威指南）

 

 

 

• Looper擁有message的訊息佇列，所以，message必須在Looper上發布或讀取。
• 一個Handler僅一個Looper相關聯，一個Message也僅與一個目標Handler（message目標）相關聯。而Looper擁有訊息的整個隊列。

 

在看看下面這個圖，

 

 

　　　　　　　　　　　　　　（圖來源於Android權威指南）

 

從上面這個圖中，可以看出，有多個Handler與一個Looper相關聯，這說明一個Handler的message與另一個Handler的message放於同一個訊息佇列。

 

 五、Handler使用

 

　　1. 使用Handler.obtainMessage(...)方法會從公用迴圈訊息佇列中，擷取message。

 

　　2. 使用Handler.sendToTarget()方法，會方法訊息發送給與message相關聯的Handler。而Handler會將message放於Looper的訊息佇列尾部。

 

　　3. Looper在訊息佇列中，擷取到特定的訊息後，將其發送給訊息目標（與之相關聯的Handler）去處理。訊息一般在Handler（訊息目標）的handlerMessage(...)實現方法處理訊息指定要完成的任務。一般，要繼承Handler基類，覆蓋handlerMessage()方法。

 

 六、傳遞Handler

 

　　Handler類的一個執行個體，可以作為函數參數，傳遞給其它子線程。

 

　　主線程擁有一個Handler和Looper訊息迴圈，線上程中，主線程上建立一個Handler，會自動與主線程的Looper相關聯。將主線程建立的Handler傳遞給另一個子線程，傳遞出去的Handler始終會與建立它的線程的Looper保持聯絡。因此，任何已傳出的Handler負責處理的訊息，都將在主線程的訊息佇列中處理。

 

　　那麼，就可以通過這種方式，在子線程中，去更新主線程的事件，資料，或者UI。

 

七、在新線程中，建立Looper（訊息迴圈）

 

　　在主線程中不用建立Looper是因為App啟動時，建立主線程中預設建立了Looper，並且一個線程中，只能有一個Looper。存在多個系統會報錯。

 

　　Looper為什麼不會堵塞主線程，提示ANR（application not responding）？

 

　　因為，主線程中的Activity和所有事件都是通過Looper執行的。Looper有一個訊息佇列，在不斷的接收事件訊息和執行事件。此中的堵塞是指Looper迴圈不被堵塞，而非Looper堵塞線程。

 

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