Android中线程详解

末蓝、 2022-06-08 03:23 268阅读 0赞

**如何理解线程**

在操作系统中，线程是操作系统调度的最小单元，同时线程又是一种受限的系统资源，即线程不可能无限制的产生，并且线程的创建和销毁都会有相应的开销，当系统中存在大量的线程时，系统会通过时间片轮转的方式调度每个线程，在这么多线程中有一个被称为主线程，主线程是指进程所拥有的线程，在JAVA中默认情况下一个进程只有一个线程，这个线程就是主线程。主线程主要处理界面交互相关的逻辑，因为用户随时会和界面发生交互，因此主线程在任何时候都必须有比较高的响应速度，否则就会产生一种界面卡顿的感觉。为了保持较高的响应速度，这就要求主线程中不能执行耗时的任务，这个时候子线程就派上用场了。子线程也叫工作线程，除了主线程以外的线程都是子线程。

**Android中的线程**

Android沿用了JAVA的线程模型，其中的线程也分为主线程和子线程，其中主线程又叫UI线程。在Android系统中，在默认情况下，一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行，且由此进程的主线程负责执行。如果有特别指定(通过android:process)，也可以让特定组件在不同的进程中运行。无论组件在哪一个进程中运行，默认情况下，他们都由此进程的主线程负责执行。主线程既要处理Activity组件的UI事件，又要处理Service后台服务工作，通常会忙不过来。为了解决此问题，主线程可以创建多个子线程来处理后台服务工作，而本身专心处理UI画面的事件。子线程的任务则是执行耗时任务，比如网络请求，I/O操作等。从Android4.0开始系统要求网络访问必须在子线程中进行，否则网络访问将会失败并抛出NetWorkOnMainThreadException这个异常，这样做是为了避免主线程由于被耗时操作阻塞从而出现ANR现象。

**为什么会出现ANR**

Android希望UI线程能根据用户的要求做出快速响应，如果UI线程花太多时间处理后台的工作，当UI事件发生时，让用户等待时间超过5秒而未处理，Android系统就会给用户显示ANR提示信息。主线程除了处理UI事件之外，还要处理Broadcast消息。所以在BroadcastReceiver的onReceive()函数中，不宜占用太长的时间，否则导致主线程无法处理其它的Broadcast消息或UI事件。如果占用时间超过10秒，Android系统就会给用户显示ANR提示信息。解决办法自然还是解放UI主线程，将耗时操作交给子线程，避免阻塞。

**Android中也有main()方法**

刚接触Android的开发者可能会因为找不到Java程序的执行入口main()方法而觉得疑惑，其实Android中当然是也有main()方法的（如下），它被包装在源码中的ActivityThread类里。ActivityThread为应用程序的主线程类，所有的Apk程序都有且仅有一个ActivityThread类，程序的入口为该类中的static main()方法，ActivityThread所在的线程即为UI线程或主线程。Activity从main()方法开始执行，调用prepareMain()为UI线程创建一个消息队列(MessageQueue)。然后创建一个ActivityThread对象，在ActivityThread的初始化代码中会创建一个H(Handler)对象和一个ApplicationThread(Binder)对象。其中Binder负责接收远程AmS的IPC调用，接收到调用后，则通过Hander把消息发送到消息队列，UI主线程会异步地从消息队列中取出消息并执行相应操作，比如start,pause,stop等。接着UI主线程调用Looper.loop()方法进入消息循环体，进入后就会不断地从消息队列中读取并处理消息。

public static final void main(String[] args) {
            SamplingProfilerIntegration.start();
    
            Process.setArgV0("<pre-initialized>");
    
            Looper.prepareMainLooper();
            if (sMainThreadHandler == null) {
                sMainThreadHandler = new Handler();
            }
    
            ActivityThread thread = new ActivityThread();
            thread.attach(false);
    
            if (false) {
                Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                        LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
            }
    
            Looper.loop();
    
            if (Process.supportsProcesses()) {
                throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
            }
    
            thread.detach();
            String name = (thread.mInitialApplication != null)
                ? thread.mInitialApplication.getPackageName()
                : "<unknown>";
            Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
        }
    }

**Android中的子线程**

Android中开启一个子线程无非还是这两种方法

1：继承Thread类

public class MyThread extends Thread {  
    
        public void run(){  
    
        }  
    }
    
    newMyThread().start();

2：实现Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable{
    
    @Override
    public void run(){
    //TODOAuto-generatedmethodstub
    }
    }
    
    new MyThread().start();

**Android APK程序中都有哪些线程？**  
通过debug，我们可以捕获当前应用程序中的线程(如下图)，其中蓝色选中部分即为当前应用程序的主线程，当前程序中还运行了三个Binder，每个Binder对象都对应一个线程，这些Binder线程主要负责接收Linux Binder驱动发送的IPC调用。除此以外还有Java中的守护线程和垃圾回收线程堆裁剪守护进程等在运行。

![1240][]

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**程序中自定义Thread和UI线程的区别是什么？**

自定义Thread和UI线程的区别在于，UI线程是从ActivityThread运行的，在该类中的main()方法中，已经使用Looper.prepareMainLooper()为该线程添加了Looper对象，即已经为该线程创建了消息队列(MessageQueue)，因此，程序员才可以在Activity中定义Hander对象(因为声明Hander对象时，所在的线程必须已经创建了MessageQueue)。而普通的自定义Thread是一个裸线程，因此，不能直接在Thread中定义Hander对象，从使用场景的角度讲，即不能直接给Thread对象发消息，但却可以给UI线程发消息。

**子线程为什么不能更新UI**

因为UI访问是没有加锁的，在多个线程中访问UI是不安全的，如果有多个子线程都去更新UI，会导致界面不断改变而混乱不堪。所以最好的解决办法就是只有一个线程有更新UI的权限，所以这个时候就只能有一个线程振臂高呼：放开那女孩，让我来！那么最合适的人选只能是主线程。

**子线程也可以更新UI**

SurfaceView是 android 里唯一一个可以在子线程更新的控件。SurfaceView可以在主线程之外的线程中向屏幕绘图。这样可以避免画图任务繁重的时候造成主线程阻塞，从而提高了程序的反应速度。当需要快速,主动地更新View的UI，或者当前渲染代码阻塞GUI线程的时间过长的时候，SurfaceView就是解决上述问题的最佳选择。

**子线程可以更新除SurfaceView以外的UI**

子线程更新UI？没错，不信下面的代码跑一遍试试，并不会报错，而且正确显示。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
        private TextView mTextView;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            mTextView=(TextView)findViewById(R.id.textView);
    
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    mTextView.setText("Child Thread");
                }
            }).start();
        }
    }

这是为什么呢？一个应用程序中有一个主线程和若干个子线程，而线程的检查工作是由ViewRoot完成的。ViewRoot是什么呢？可以简单的理解为Window和View之前的桥梁或者纽带。而ViewRoot的创建是在onResume（）之后才完成的，也就是说在onResume（）之前，系统本身是无法区分当前线程到底是主线程还是子线程，而上面的代码中UI的更新操作在onCreate（）中完成，先于onResume（），所以上述的子线程才有机会越俎代庖。

**子线程如何与主线程通信**

1、Activity.runOnUiThread(Runnable)

mHandle.setOnClickListener(new OnClickListener() { 
    
                @Override 
                public void onClick(View v) { 
                    new Thread(new Runnable() { 
    
                        @Override 
                        public void run() { 
                                         // 耗时操作            
                                         loadNetWork();   
                            MainActivity.this.runOnUiThread(new Runnable() {                              
                            @Override 
                                public void run() { 
                                    mTextView.setText(来自网络的文字);             
                                } 
                            }); 
    
                        } 
                    }); 
    
                } 
            });

2、 View.post(Runnable)

mHandle.setOnClickListener(new OnClickListener() {
    
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    new Thread(new Runnable() {
    
                        @Override
                        public void run() {
                                  // 耗时操作           
                                  loadNetWork();      
                            mTextView.post(new Runnable() {
    
                                @Override
                                public void run() {
                                    mTextView.setText(来自网络的文字);    
                                }
                            });
    
                        }
                    });
    
    
    
                }
            });

3、View.postDelayed(Runnable,long)

mHandle.setOnClickListener(new OnClickListener() {
    
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    new Thread(new Runnable() {
    
                        @Override
                        public void run() {
                                    // 耗时操作           
                                    loadNetWork();  
                            mTextView.postDelayed(new Runnable() {
    
                                @Override
                                public void run() {
                                    mTextView.setText(来自网络的文字);                                
                                }
                            }, 10);
    
                        }
                    });
    
    
                }
            });

4、Handler(子线程调用Handler的  
handle.sendMessage(msg);

Handler handle = new Handler() {
    
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                mTextView.setText(来自网络的文字);
            }
    
        };
    
    class MyThread extends Thread {
    
            @Override
            public void run() {
                 // 耗时操作           
                loadNetWork();  
    
                Message msg = new Message();
                handle.sendMessage(msg);
                super.run();
            }
    
    
        }

5、AsyncTask

主线程调用：

aTask ak = new aTask();
    ak.execute();

AsyncTask

private class aTask extends AsyncTask { 
    
        //后台线程执行时 
        @Override 
        protected Object doInBackground(Object... params) { 
            // 耗时操作             
            return loadNetWork(); 
        } 
        //后台线程执行结束后的操作，其中参数result为doInBackground返回的结果 
        @Override 
        protected void onPostExecute(Object result) { 
            super.onPostExecute(result); 
            mTextView.setText(result); 
        } 
        }

**总结**

最后来个总结，Android中的线程延续了JAVA的设计模型，默认一个应用程序只有一个主线程，主线程的开启是在Activity的main()方法。主线程实际上是一个死循环，不断的循环处理系统以及其他子线程发来的消息。主线程的绑定是在DecorView初始化的时候，也就是生命周期的onResume()之后。主线程主要处理UI操作，和Broadcast相关消息，主线程如果长时间无法响应，将出现ANR，为了避免ANR，耗时操作一般都开启子线程处理。子线程处理完再发消息通知主线程来改变UI。

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