Android UI线程和非UI线程

一时失言乱红尘 2022-08-19 14:10 149阅读 0赞

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# Android UI线程和非UI线程 #

## UI线程及Android的单线程模型原则 ##

当应用启动，系统会创建一个**主线程（main thread）**。

这个主线程负责向UI组件分发事件（包括绘制事件），也是在这个主线程里，你的应用和Android的**UI组件（components from the Android UI toolkit (components from the [ android.widget][android.widget] and [ android.view][android.view] packages)）**发生交互。

所以**main thread**也叫**UI thread**也即**UI线程**。

系统不会为每个组件单独创建线程，在同一个进程里的UI组件都会在UI线程里实例化，**系统对每一个组件的调用都从UI线程分发出去**。

结果就是，响应系统回调的方法（比如响应用户动作的[onKeyDown()][onKeyDown]和各种生命周期回调）永远都是在UI线程里运行。

当App做一些比较重（intensive）的工作的时候，除非你合理地实现，否则单线程模型的performance会很poor。

特别的是，如果所有的工作都在UI线程，做一些比较耗时的工作比如访问网络或者数据库查询，都会**阻塞UI线程**，**导致事件停止分发**（包括绘制事件）。对于用户来说，应用看起来像是卡住了，更坏的情况是，如果UI线程blocked的时间太长（大约超过5秒），用户就会看到**ANR**（[application not responding][]）的对话框。

另外，Andoid UI toolkit并不是线程安全的，所以你不能从非UI线程来操纵UI组件。你必须把所有的UI操作放在UI线程里，所以**Android的单线程模型有两条原则：**

**1.不要阻塞UI线程。**

**2.不要在UI线程之外访问Android UI toolkit**（主要是这两个包中的组件：`android.widget` and [ android.view][android.view]）。

## 使用Worker线程 ##

根据单线程模型的两条原则，首先，要保证应用的响应性，不能阻塞UI线程，所以当你的操作不是即时的那种（not instantaneous），你应该把他们放进单另的线程中（叫做**background**或者叫**worker线程**）。

比如点击按钮后，下载一个图片然后在ImageView中展示：

![复制代码][copycode.gif]

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

![复制代码][copycode.gif]

这段代码用新的线程来处理网络操作，但是它违反了第二条原则：

**Do not access the Android UI toolkit from outside the UI thread.**

从非UI线程访问UI组件会**导致未定义和不能预料的行为**。

**为了解决这个问题，Android提供了一些方法，从其他线程访问UI线程：**

*  [Activity.runOnUiThread(Runnable)][Activity.runOnUiThread_Runnable]
 *  [View.post(Runnable)][View.post_Runnable]
 *  [View.postDelayed(Runnable, long)][View.postDelayed_Runnable_ long]

比如，上面这段代码可以这么改：

![复制代码][copycode.gif]

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();
    }

![复制代码][copycode.gif]

这么改之后就是线程安全的了。

但是，当操作变得复杂的时候，这种代码会变得非常复杂，为了处理非UI线程和UI线程之间更加复杂的交互，可以考虑在worker线程中使用一个`Handler`，来处理UI线程中传来的消息。

也可以继承这个类[AsyncTask][] 。

## Communicating with the UI Thread ##

**只有在UI线程中的对象才能操作UI线程中的对**象，为了将非UI线程中的数据传送到UI线程，可以使用一个 [Handler][]运行在UI线程中。

[Handler][]是Android framework中管理线程的部分，一个[Handler][]对象负责接收消息然后处理消息。

你可以为一个新的线程创建一个[Handler][]，也可以创建一个[Handler][]然后将它和已有线程连接。

**如果你将一个[Handler][]和你的UI线程连接，处理消息的代码就将会在UI线程中执行。**

可以在你创建线程池的类的构造方法中实例化Handler的对象，然后用全局变量存储这个对象。

要和UI线程连接，实例化Handler的时候应该使用`Handler(Looper)` 这个构造方法。

这个构造方法使用了一个 `Looper` 对象，这是Android系统中线程管理的framework的另一个部分。

**当你用一个特定的 `Looper`实例来创建一个 [Handler][]时，这个 [Handler][]就运行在这个 `Looper`的线程中。**

在Handler中，要覆写`handleMessage()` 方法。Android系统**会在Handler管理的相应线程收到新消息时调用这个方法**。

**一个特定线程的所有Handler对象都会收到同样的方法。（这是一个“一对多”的关系）。**

## 参考资料 ##

官方Training: 与UI线程通信：

[http://developer.android.com/training/multiple-threads/communicate-ui.html][http_developer.android.com_training_multiple-threads_communicate-ui.html]

Guides: Processes and Threads

[http://developer.android.com/guide/components/processes-and-threads.html][http_developer.android.com_guide_components_processes-and-threads.html]

类参考：

[http://developer.android.com/reference/android/os/Looper.html][http_developer.android.com_reference_android_os_Looper.html]

[http://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html][Handler]

[http://developer.android.com/reference/android/os/HandlerThread.html][http_developer.android.com_reference_android_os_HandlerThread.html]

博客：

Android的线程使用来更新UI----Thread、Handler、Looper、TimerTask等：

[http://www.cnblogs.com/playing/archive/2011/03/24/1993583.html][http_www.cnblogs.com_playing_archive_2011_03_24_1993583.html]

[android.widget]: http://developer.android.com/reference/android/widget/package-summary.html
[android.view]: http://developer.android.com/reference/android/view/package-summary.html
[onKeyDown]: http://developer.android.com/reference/android/view/View.html#onKeyDown%28int,%20android.view.KeyEvent%29
[application not responding]: http://developer.android.com/guide/practices/responsiveness.html
[copycode.gif]: /images/20220731/20bd02b0c84a4cfe8b222d97dc7e4c6f.png
[Activity.runOnUiThread_Runnable]: http://developer.android.com/reference/android/app/Activity.html#runOnUiThread%28java.lang.Runnable%29
[View.post_Runnable]: http://developer.android.com/reference/android/view/View.html#post%28java.lang.Runnable%29
[View.postDelayed_Runnable_ long]: http://developer.android.com/reference/android/view/View.html#postDelayed%28java.lang.Runnable,%20long%29
[AsyncTask]: http://developer.android.com/reference/android/os/AsyncTask.html
[Handler]: http://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html
[http_developer.android.com_training_multiple-threads_communicate-ui.html]: http://developer.android.com/training/multiple-threads/communicate-ui.html
[http_developer.android.com_guide_components_processes-and-threads.html]: http://developer.android.com/guide/components/processes-and-threads.html
[http_developer.android.com_reference_android_os_Looper.html]: http://developer.android.com/reference/android/os/Looper.html
[http_developer.android.com_reference_android_os_HandlerThread.html]: http://developer.android.com/reference/android/os/HandlerThread.html
[http_www.cnblogs.com_playing_archive_2011_03_24_1993583.html]: http://www.cnblogs.com/playing/archive/2011/03/24/1993583.html