Android執行緒模式

Android中的執行緒模式

這篇文章將討論Android應用程式中使用的執行緒模式，並討論如何確保應用程式最佳的UI呈現（通過建立工作者線程來處理耗時的操作，而不是在主線程裡處理）。這篇文章還將闡述與運行在主線程中的UI組件互動的API以及建立託管的工作者線程的API。

UI線程

當應用程式啟動後，系統建立了一個叫做“main”的線程。主線程，也叫UI線程，非常重要，因為它負責分發事件給構件，包括繪製事件。也是這個線程，在這裡才能與Android UI工具包中的組件進行互動。

例如，當你觸控螢幕幕上的一個按鈕時，UI線程會分發一個觸摸事件給構件，然後，構件會設定自己為被按下的狀態，並拋出一個顯示無效的請求給事件隊列。UI線程隊列請求並通知構件繪製自己。

單執行緒模式會導致效能低下，除非你的程式很好地實現。特別是，當所有的操作都在單一的線程中進行，耗時的操作（如網路訪問、資料查詢）會阻塞UI。在耗時操作執行時，沒有任何事件可以分發，包括繪製的事件。從使用者的視覺來看，應用程式被掛起了。更糟糕的是，如果UI線程阻塞超過一定的時間（現在大約是5秒鐘），系統會給使用者呈現一個糟糕的“應用程式無響應”（ANR）對話方塊。

如果你想看這有多糟糕，你可以寫一個簡單的應用程式，在一個Button的OnClickListener函數中調用Thread.sleep(2000)。按鈕在回到它正常狀態之前，保持被按下的狀態2秒鐘。當這種情況發生時，使用者很容易認為應用程式慢。

總之，對於應用程式UI的響應性來說，保證UI線程不被阻塞是至關重要的。如果你有耗時的操作，你應該確保在另外的線程（後台或工作者線程）中執行。

下面有一個例子，點擊事件處理函數中，從網路上下載一個圖片，並顯示到ImageView上：

public void onClick(View v) {

  new Thread(new Runnable() {

    public void run() {

      Bitmap b = loadImageFromNetwork();

      mImageView.setImageBitmap(b);

    }

  }).start();

}

乍一看，這段代碼能很好的解決你的問題，因為它不會阻塞UI線程。遺憾的是，它違背了UI的單執行緒模式：Android UI工具包不是安全執行緒的，必須在UI線程中進行操作。在上面的程式碼片段裡，ImageView是在工作者線程中操作的，因此，這會引發可拍的問題。跟蹤和修正這些Bug可能是困難且耗時的。

Android提供了一些方法，能在其它線程中訪問UI線程。你可能對其中的一些已經很熟悉了，但這裡是一份較為全面的列表：

· Activity.runOnUiThread(Runnable)

· View.post(Runnable)

· View.postDelayed(Runnable, long)

· Handler

你可以使用這些類和方法中的任一來修正上面的例子代碼：

public void onClick(View v) {

  new Thread(new Runnable() {

    public void run() {

      final Bitmap b = loadImageFromNetwork();

      mImageView.post(new Runnable() {

        public void run() {

          mImageView.setImageBitmap(b);

        }

      });

    }

  }).start();

}

不幸的是，這些類和方法可能會使你的代碼變得更加複雜並難以閱讀。特別是，當你實現一個複雜的操作，而在這個操作中，需要頻繁地更新UI。

為瞭解決這個問題，Android 1.5和它之後的平台提供了一個通用的類——AsyncTask，其簡化了長時間運行任務的建立過程，而這些任務還能做到與UI進行互動。

在Android 1.0和1.1上，也有與AsyncTask類似的東西，叫做UserTask。它提供了相同的API，而你需要做的只是拷貝其中的代碼。

AsyncTask的目的是協助你管理線程。我們之前的例子可以很容易用AsyncTask進行改寫：

public void onClick(View v) {

  new DownloadImageTask().execute("http://example.com/image.png");

}

private class DownloadImageTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {

     protected Bitmap doInBackground(String... urls) {

         return loadImageFromNetwork(urls[0]);

     }

     protected void onPostExecute(Bitmap result) {

         mImageView.setImageBitmap(result);

     }

 }

如你所見，AsyncTask必須繼承使用。此外，還必須記住的是AsyncTask的執行個體必須在UI線程中建立並只能執行一次。你可以閱讀AsyncTask的文檔來全面瞭解如何使用，但這裡，只是簡要地描述它以及它的工作過程：

· 你可以使用泛型來指定參數、進度值和最終結果的類型

· doInBackground() 方法自動在工作者線程中執行

· onPreExecute()，onPostExecute()和onProgressUpdate()在主線程中調用

· doInBackground()中返回的值會發送給onPostExecute()方法

· 你可以在doInBackground()中隨時調用publishProgress()來執行onProgressUpdate()

· 你可以任何時候從任何線程中取消任務

除了官方的文檔，你還可以參考幾個複雜例子的原始碼，如Shelves（ShelvesActivity.java和AddBookActivity.java）和Photostream（LoginActivity，PhotostreamActivity.java和ViewPhotoActivity.java）。我們強烈地建議你閱讀Shelves的原始碼，來瞭解配置變更時任務的儲存以及Activity銷毀時如何正確地取消任務。

不管你是否使用AsyncTask，在單執行緒模式中始終要記住兩條法則：

1. 不要阻塞UI線程

2. 確保只在UI線程中訪問Android UI工具包