Android的進程與線程（3）安全執行緒問題

當一個程式啟動的時候，系統會為程式建立一個名為main的線程。這個線程重要性在於它負責把事件分發給適合的使用者組件，這些事件包括繪製事件。並且這個線程也是你的程式與Android UI工具包中的組件（比如android.widget和android.view包中的組件）進行互動的線程。正因為如此，這個main線程有時也被稱為UI線程。

系統並不會為組件的每個執行個體都建立一個單獨的線程。運行在同一個進程中的所有組件都是在UI線程中執行個體化的，並且系統對這些組件的調用都是由UI分發的。所以，對系統的回調做出回應的方法都是運行在進程中的UI線程中的（比如，用於報告使用者操作的onKeyDown()方法，或者生命週期回調方法）。

比如，當使用者按下了螢幕上的一個按鈕，你程式的UI線程就會將這個觸屏事件分發給這個button組件，然後這個組件會依次設定它的按下狀態，並向事件隊列發送一個無效請求（post an invalidate request to the event queue）。然後UI線程將這個請求彈出隊列，並通知這個組件使其重繪。

當你的程式在為了響應使用者事件，而頻繁的執行操作的時候，除非你能很恰當的實現你的程式，否則的話，可能會給使用者帶來不好的體驗。特別是，如果讓程式中所有的工作都在主線程中完成的時候，像訪問互連網或者資料庫這些需要長時間的操作將會堵塞整個UI。當UI線程被阻塞的時候，所有的事件都不能被分發，包括繪製事件。從使用者的角度來講，這時這個程式就像終止了一樣。更糟糕的是，如果UI線程被堵塞超過5秒鐘的話，系統將會彈出一個“application not responing”(ANR)對話方塊。然後使用者可能就會決定放棄你的這個程式甚至選擇卸載。

另外，Android的UI toolkit不是安全執行緒的。所以，你不能在你的其他線程中處理UI，你的所有的UI方面的工作都應該在UI線程來完成。這裡，有兩條關於Android單執行緒模式的規則：

1.不要堵塞UI線程

2.不要在UI線程之外訪問Android UI toolkit

worker thread

正是因為上面討論的這種單執行緒模式，為了程式的響應速度，你是絕不能堵塞UI線程的。如果你要做的工作不是瞬時就能完成的，那麼你就應該在新的線程（"background"或者“worker”線程）中處理它們。

比如，下面是關於單擊一個監聽器來在一個單獨的線程中下載一張圖片，並使用ImageView顯示該圖片的代碼：

public void onClick(View v){new Thread(new Runnable(){Bitma b = loadImageFromNetwork("http://examble.com/image.png");mImageView.setImageBitmap(b);}).start();}

乍看起來的話，這段代碼好像是沒問題的，它建立一個新的線程來處理連網操作。然而它違反了上面的第二條規則：不能在UI線程之外訪問Android Ui tookit，因為這個例子中在新的worker線程中修改了ImageView，而不是在UI線程中。這樣做將會導致未定義或者意料不到的行為發生，這對於發現這個錯誤來說，將是很難很耗時的。

為瞭解決這個問題，Android提供如下的方式，來實現從其他線程中訪問UI線程。下面是具體方法：

Activity.runOnUiThread(Runnable)View.post(Runnable)View.postDelayed(Runnable, long)

比如，你可以使用View.post(Runnable)來修複上面的代碼：

public void onClick(View v){new Thread(new Runnable(){public void run(){final Bitmap bitmap = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");mImageView.post(new Runnable(){public void run(){mImageView.setImageBitmap(bitmap);}});}}).start();}

現在這種實現方式，就是安全執行緒的了：連網的操作在一個單獨線程中完成，而ImageView的處理是在UI線程中完成的。

然而，當隨著操作的複雜性提高的時候，上面的代碼可能會變得複雜，並且不容易維護。為了使用worker線程處理更複雜的操作，你可以考慮在你的worker線程使用Handler來處理從UI線程中分發過來的訊息。或許最好的方式，是通過繼承AsyncTask這個類，這簡化了worker線程需要同UI進行互動的過程。下面介紹怎樣使用AsyncTask。

AsyncTask允許你對於UI執行非同步的操作。它在worker線程中執行耗時的操作，然後在UI線程中更新結果，在這個過程中不需要你去處理線程或者handlers。

為了使用AsyncTask，你必須繼承AsyncTask並實現doInBackground回調方法，這些回調方法運行在後台線程的池中（run in a pool of background threads）。為了更新你的UI，你應該實現onPostExecute()方法，這個方法將doInBackground()方法中的處理結果傳遞到UI線程中，這樣，你就可以安全的更新你的UI了。然後你就可以在UI線程中調用execute()方法來實現這整個過程了。

比如，你可以通過使用AsyncTask來修改上面的代碼：

public void onClick(View v){new DownloadImageTask().execute("http://example.com/image.png");}private class DownloadImageTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap>{/**The sytem calls this to perform work in worker thread and delivers it the parameters given to AsyncTask.execute()*/procted Bitmap doInBackground(String... urls){return loadImageFromNetwork(urls[0]);}/**系統調用該方法來在更新UI線程，並將doInbackground()的結果返回出來*/protected void onPostExecute(Bitmap result){mImageView.setImageBitmap(result);}}

現在這個Ui是安全的，並且代碼更簡單。下面是對AsyncTask的一個簡單介紹：

-你可以通過使用泛型，來指定參數的類型，進度值（the progress values）和the final value of the task。

-方法doInBackground()將自動在worker線程中執行

-onPreExecute()，onPostExecute()和onProgressUpdate()方法都是在UI線程中觸發的

-doInBackground()方法的結果將返回到onPostExecute()方法中

-在doInbackground()方法中，你可以在任意的時間通過調用publishprogress()來在主線程中執行onProgressUpdate()

-你可以從任何線程中取消當前的task

這裡有一點需要注意的是當使用worker線程時，可能會因為裝置運行時配置發生了改變（比如螢幕翻轉），而導致worker線程重啟。

參考文檔：http://developer.android.com/guide/topics/fundamentals/processes-and-threads.html