android 多线程

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Android--多线程之Handler

前言

　　Android的消息传递机制是另外一种形式的“事件处理”，这种机制主要是为了解决Android应用中多线程的问题，在Android中不允许Activity新启动的线程访问该Activity里的UI组件，这样会导致新启动的线程无法改变UI组件的属性值。但实际开发中，很多地方需要在工作线程中改变UI组件的属性值，比如下载网络图片、动画等等。本篇博客主要介绍Handler是如何发送与处理线程上传递来的消息，并讲解 Message的几种传递数据的方式，最后均会以小Demo来演示。

Handler

　　Handler，它直接继承自Object，一个Handler允许发送和处理Message或者Runnable对象，并且会关联到主线程的MessageQueue 中。每个Handler具有一个单独的线程，并且关联到一个消息队列的线程，就是说一个Handler有一个固有的消息队列。当实例化一个Handler 的时候，它就承载在一个线程和消息队列的线程，这个Handler可以把Message或Runnable压入到消息队列，并且从消息队列中取出 Message或Runnable，进而操作它们。

　　Handler主要有两个作用：

在工作线程中发送消息。
在UI线程中获取、处理消息。

　　上面介绍到Handler可以把一个Message对象或者Runnable对象压入到消息队列中，进而在UI线程中获取Message或者执行Runnable对象，所以Handler把压入消息队列有两大体系，Post和sendMessage：

Post：Post允许把一个Runnable对象入队到消息队列中。它的方法有：post(Runnable)、postAtTime(Runnable,long)、postDelayed(Runnable,long)。
sendMessage：sendMessage允许把一个包含消息数据的Message对象压入到消息队列中。它的方法有：sendEmptyMessage(int)、sendMessage(Message)、 sendMessageAtTime(Message,long)、sendMessageDelayed(Message,long)。

　　从上面的各种方法可以看出，不管是post还是sendMessage都具有多种方法，它们可以设定Runnable对象和Message对象被入队到消息队列中，是立即执行还是延迟执行。

Post

　　对于Handler的Post方式来说，它会传递一个Runnable对象到消息队列中，在这个Runnable对象中，重写run()方法。一般在这个run()方法中写入需要在UI线程上的操作。

　　在Handler中，关于Post方式的方法有：

boolean post(Runnable r)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，立即执行。
boolean postAtTime(Runnable r,long uptimeMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，在特定的时间执行。
boolean postDelayed(Runnable r,long delayMillis)：把一个Runnable入队到消息队列中，UI线程从消息队列中取出这个对象后，延迟delayMills秒执行
void removeCallbacks(Runnable r)：从消息队列中移除一个Runnable对象。

　　下面通过一个Demo，讲解如何通过Handler的post方式在新启动的线程中修改UI组件的属性：

 1 package com.bgxt.datatimepickerdemo;
 2 
 3 import android.app.Activity;
 4 import android.os.Bundle;
 5 import android.os.Handler;
 6 import android.view.View;
 7 import android.widget.Button;
 8 import android.widget.TextView;
 9 
10 public class HandlerPostActivity1 extends Activity {
11     private Button btnMes1,btnMes2;
12     private TextView tvMessage;
13     // 声明一个Handler对象
14     private static Handler handler=new Handler();
15     
16     @Override
17     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
18         super.onCreate(savedInstanceState);
19         setContentView(R.layout.message_activity);        
20         
21         btnMes1=(Button)findViewById(R.id.btnMes1);
22         btnMes2=(Button)findViewById(R.id.btnMes2);
23         tvMessage=(TextView)findViewById(R.id.tvMessage);
24         btnMes1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
25             
26             @Override
27             public void onClick(View v) {
28                 // 新启动一个子线程
29                 new Thread(new Runnable() {                    
30                     @Override
31                     public void run() {
32                         // tvMessage.setText("...");
33                         // 以上操作会报错，无法再子线程中访问UI组件，UI组件的属性必须在UI线程中访问
34                         // 使用post方式修改UI组件tvMessage的Text属性
35                         handler.post(new Runnable() {                    
36                             @Override
37                             public void run() {
38                                 tvMessage.setText("使用Handler.post在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中执行。");                        
39                             }
40                         });                                
41                     }
42                 }).start();
43             }
44         });
45         
46         btnMes2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
47             
48             @Override
49             public void onClick(View v) {
50                 new Thread(new Runnable() {                    
51                     @Override
52                     public void run() {
53                         // 使用postDelayed方式修改UI组件tvMessage的Text属性值
54                         // 并且延迟3S执行
55                         handler.postDelayed(new Runnable() {
56                             
57                             @Override
58                             public void run() {
59                                 tvMessage.setText("使用Handler.postDelayed在工作线程中发送一段执行到消息队列中，在主线程中延迟3S执行。");    
60                                 
61                             }
62                         }, 3000);                        
63                     }
64                 }).start();
65                 
66             }
67         });
68     }
69 }

　　效果展示：

　　有一点值得注意的是，对于Post方式而言，它其中Runnable对象的run()方法的代码，均执行在UI线程上，所以对于这段代码而言，不能执行在UI线程上的操作，一样无法使用post方式执行，比如说访问网络，下面提供一个例子，使用post方式从互联网上获取一张图片，并且显示在 ImageView中。

 1 package com.bgxt.datatimepickerdemo;
 2 
 3 import org.apache.http.HttpResponse;
 4 import org.apache.http.client.HttpClient;
 5 import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
 6 import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
 7 import org.apache.http.util.EntityUtils;
 8 
 9 import android.app.Activity;
10 import android.app.ProgressDialog;
11 import android.graphics.Bitmap;
12 import android.graphics.BitmapFactory;
13 import android.os.Bundle;
14 import android.os.Handler;
15 import android.view.View;
16 import android.widget.Button;
17 import android.widget.ImageView;
18 
19 public class HandlerPostActivity2 extends Activity {
20     private Button btnDown;
21     private ImageView ivImage;
22     private static String image_path = "http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg";
23     private ProgressDialog dialog;
24     // 一个静态的Handler，Handler建议声明为静态的
25     private static  Handler handler=new Handler();
26     @Override
27     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
28         super.onCreate(savedInstanceState);
29         setContentView(R.layout.asynctask_activity);
30         
31         btnDown = (Button) findViewById(R.id.btnDown);
32         ivImage = (ImageView) findViewById(R.id.ivSinaImage);
33 
34         dialog = new ProgressDialog(this);
35         dialog.setTitle("提示");
36         dialog.setMessage("正在下载，请稍后...");
37         dialog.setCancelable(false);
38         
39         btnDown.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {            
40             @Override
41             public void onClick(View v) {
42                 // 开启一个子线程，用于下载图片
43                 new Thread(new MyThread()).start();
44                 // 显示对话框
45                 dialog.show();
46             }
47         });
48     }
49     
50     public class MyThread implements Runnable {
51 
52         @Override
53         public void run() {
54             // 下载一个图片
55             HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
56             HttpGet httpGet = new HttpGet(image_path);
57             HttpResponse httpResponse = null;
58             try {
59                 httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
60                 if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
61                     byte[] data = EntityUtils.toByteArray(httpResponse
62                             .getEntity());
63                     // 得到一个Bitmap对象，并且为了使其在post内部可以访问，必须声明为final
64                     final Bitmap bmp=BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
65                     handler.post(new Runnable() {                        
66                         @Override
67                         public void run() {
68                             // 在Post中操作UI组件ImageView
69                             ivImage.setImageBitmap(bmp);
70                         }
71                     });
72                     // 隐藏对话框
73                     dialog.dismiss();
74                 }
75             } catch (Exception e) {
76                 e.printStackTrace();
77             }
78         }
79 
80     }
81 }

　　效果展示：

Message

　　Handler如果使用sendMessage的方式把消息入队到消息队列中，需要传递一个Message对象，而在Handler中，需要重写handleMessage()方法，用于获取工作线程传递过来的消息，此方法运行在UI线程上。下面先介绍一下Message。

　　Message是一个final类，所以不可被继承。Message封装了线程中传递的消息，如果对于一般的数据，Message提供了getData()和setData()方法来获取与设置数据，其中操作的数据是一个Bundle对象，这个Bundle对象提供一系列的getXxx()和setXxx()方法用于传递基本数据类型的键值对，对于基本数据类型，使用起来很简单，这里不再详细讲解。而对于复杂的数据类型，如一个对象的传递就要相对复杂一些。在Bundle中提供了两个方法，专门用来传递对象的，但是这两个方法也有相应的限制，需要实现特定的接口，当然，一些Android自带的类，其实已经实现了这两个接口中的某一个，可以直接使用。方法如下：

putParcelable(String key,Parcelable value)：需要传递的对象类实现Parcelable接口。
pubSerializable(String key,Serializable value)：需要传递的对象类实现Serializable接口。

　　还有另外一种方式在Message中传递对象，那就是使用Message自带的obj属性传值，它是一个Object类型，所以可以传递任意类型的对象，Message自带的有如下几个属性：

int arg1：参数一，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。
int arg2：参数二，用于传递不复杂的数据，复杂数据使用setData()传递。
Object obj：传递一个任意的对象。
int what：定义的消息码，一般用于设定消息的标志。

　　对于Message对象，一般并不推荐直接使用它的构造方法得到，而是建议通过使用Message.obtain()这个静态的方法或者 Handler.obtainMessage()获取。Message.obtain()会从消息池中获取一个Message对象，如果消息池中是空的，才会使用构造方法实例化一个新Message，这样有利于消息资源的利用。并不需要担心消息池中的消息过多，它是有上限的，上限为10个。 Handler.obtainMessage()具有多个重载方法，如果查看源码，会发现其实Handler.obtainMessage()在内部也是调用的Message.obtain()。　　

　　既然Message是在线程间传递消息，那么先以一个Demo讲解一下Message的使用，还是常规的从互联网上下载一张图片的Demo，下载后使用ImageView控件展示：

 1 package com.bgxt.datatimepickerdemo;
 2 
 3 import org.apache.http.HttpResponse;
 4 import org.apache.http.client.HttpClient;
 5 import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
 6 import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
 7 import org.apache.http.util.EntityUtils;
 8 
 9 import android.app.Activity;
10 import android.app.ProgressDialog;
11 import android.graphics.Bitmap;
12 import android.graphics.BitmapFactory;
13 import android.os.Bundle;
14 import android.os.Handler;
15 import android.os.Message;
16 import android.view.View;
17 import android.widget.Button;
18 import android.widget.ImageView;
19 
20 public class HandlerMessageActivity1 extends Activity {
21     private Button btnDown;
22     private ImageView ivImage;
23     private static String image_path = "http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg";
24     private ProgressDialog dialog;
25     private static int IS_FINISH = 1;
26 
27     @Override
28     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
29         super.onCreate(savedInstanceState);
30         setContentView(R.layout.asynctask_activity);
31 
32         btnDown = (Button) findViewById(R.id.btnDown);
33         ivImage = (ImageView) findViewById(R.id.ivSinaImage);
34 
35         dialog = new ProgressDialog(this);
36         dialog.setTitle("提示信息");
37         dialog.setMessage("正在下载，请稍后...");
38         dialog.setCancelable(false);
39 
40         btnDown.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
41             @Override
42             public void onClick(View v) {
43                     new Thread(new MyThread()).start();
44                     dialog.show();
45             }
46         });
47     }
48 
49     private  Handler handler = new Handler() {
50         // 在Handler中获取消息，重写handleMessage()方法
51         @Override
52         public void handleMessage(Message msg) {            
53             // 判断消息码是否为1
54             if(msg.what==IS_FINISH){
55                 byte[] data=(byte[])msg.obj;
56                 Bitmap bmp=BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
57                 ivImage.setImageBitmap(bmp);
58                 dialog.dismiss();
59             }
60         }
61     };
62 
63     public class MyThread implements Runnable {
64 
65         @Override
66         public void run() {
67             HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
68             HttpGet httpGet = new HttpGet(image_path);
69             HttpResponse httpResponse = null;
70             try {
71                 httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
72                 if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
73                     byte[] data = EntityUtils.toByteArray(httpResponse
74                             .getEntity());
75                     // 获取一个Message对象，设置what为1
76                     Message msg = Message.obtain();
77                     msg.obj = data;
78                     msg.what = IS_FINISH;
79                     // 发送这个消息到消息队列中
80                     handler.sendMessage(msg);
81                 }
82             } catch (Exception e) {
83                 e.printStackTrace();
84             }
85         }
86     }
87 }

　　展示效果：

　　Message.obtain()方法具有多个重载方法，大致可以分为为两类，一类是无需传递Handler对象，对于这类的方法，当填充好消息后，需要调用Handler.sendMessage()方法来发送消息到消息队列中。第二类需要传递一个Handler对象，这类方法可以直接使用 Message.sendToTarget()方法发送消息到消息队列中，这是因为在Message对象中有一个私有的Handler类型的属性 Target，当时obtain方法传递进一个Handler对象的时候，会给Target属性赋值，当调用sendToTarget()方法的时候，实际在它内部还是调用的Target.sendMessage()方法。

　　在Handler中，也定义了一些发送空消息的方法，如：sendEmptyMessage(int what)、sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)，看似这些方法没有使用Message就可以发送一个消息，但是如果查看源码就会发现，其实内部也是从 Message.obtain()方法中获取一个Message对象，然后给属性赋值，最后使用sendMessage()发送消息到消息队列中。

　　Handler中，与Message发送消息相关的方法有：

Message obtainMessage()：获取一个Message对象。
boolean sendMessage()：发送一个Message对象到消息队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendMessageDelayed()：发送一个Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
boolean sendEmptyMessage(int what)：发送一个空的Message对象到队列中，并在UI线程取到消息后，立即执行。
boolean sendEmptyMessageDelayed(int what,long delayMillis)：发送一个空Message对象到消息队列中，在UI线程取到消息后，延迟执行。
void removeMessage()：从消息队列中移除一个未响应的消息。

　　下面通过一个小Demo演示一下各种发送Message的方式：

  1 package com.bgxt.datatimepickerdemo;
  2 
  3 import android.app.Activity;
  4 import android.os.Bundle;
  5 import android.os.Handler;
  6 import android.os.Message;
  7 import android.view.View;
  8 import android.widget.Button;
  9 import android.widget.TextView;
 10 
 11 public class HandlerMessageActivity2 extends Activity {
 12     private Button btn1, btn2, btn3, btn4,btn5;
 13     private static TextView tvMes;
 14     private static Handler handler = new Handler() {
 15         @Override
 16         public void handleMessage(android.os.Message msg) {
 17             if (msg.what == 3||msg.what==5) {
 18                 tvMes.setText("what=" + msg.what + "，这是一个空消息");
 19             } else {
 20                 tvMes.setText("what=" + msg.what + "," + msg.obj.toString());
 21             }
 22 
 23         };
 24     };
 25 
 26     @Override
 27     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 28         // TODO Auto-generated method stub
 29         super.onCreate(savedInstanceState);
 30         setContentView(R.layout.message_activity2);
 31         tvMes = (TextView) findViewById(R.id.tvMes);
 32         btn1 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage1);
 33         btn2 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage2);
 34         btn3 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage3);
 35         btn4 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage4);
 36         btn5 = (Button) findViewById(R.id.btnMessage5);
 37 
 38         btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 39             @Override
 40             public void onClick(View v) {
 41                 // 使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送消息
 42                 new Thread(new Runnable() {
 43                     @Override
 44                     public void run() {
 45                         Message msg = Message.obtain();
 46                         msg.what = 1;
 47                         msg.obj = "使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送消息";
 48                         handler.sendMessage(msg);
 49                     }
 50                 }).start();
 51             }
 52         });
 53 
 54         btn2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 55 
 56             @Override
 57             public void onClick(View v) {
 58                 // 使用Message.sendToTarget发送消息
 59                 new Thread(new Runnable() {
 60                     @Override
 61                     public void run() {
 62                         Message msg = Message.obtain(handler);
 63                         msg.what = 2;
 64                         msg.obj = "使用Message.sendToTarget发送消息";
 65                         msg.sendToTarget();
 66                     }
 67                 }).start();
 68             }
 69         });
 70 
 71         btn3.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 72             // 发送一个延迟消息
 73             @Override
 74             public void onClick(View v) {
 75                 new Thread(new Runnable() {
 76                     @Override
 77                     public void run() {
 78                         handler.sendEmptyMessage(3);
 79                     }
 80                 }).start();
 81             }
 82         });
 83 
 84         btn4.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 85 
 86             @Override
 87             public void onClick(View v) {
 88                 new Thread(new Runnable() {
 89                     @Override
 90                     public void run() {
 91                         Message msg = Message.obtain();
 92                         msg.what =4;
 93                         msg.obj = "使用Message.Obtain+Hander.sendMessage()发送延迟消息";
 94                         handler.sendMessageDelayed(msg, 3000);
 95                     }
 96                 }).start();
 97             }
 98         });
 99         
100         btn5.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
101             // 发送一个延迟的空消息
102             @Override
103             public void onClick(View v) {
104                 new Thread(new Runnable() {
105                     @Override
106                     public void run() {
107                         handler.sendEmptyMessageDelayed(5, 3000);
108                     }
109                 }).start();
110             }
111         });
112     }
113 }