Android中的线程模型
2013-03-07 23:00 580 0
这篇文章将讨论Android应用程序中使用的线程模型，并讨论如何确保应用程序最佳的UI呈现（通过创建工作者线程来处理耗时的操作，而不是在主线程里处理）。这篇文章还将阐述与运行在主线程中的UI组件交互的API以及创建托管的工作者线程的API。
UI****线程
当应用程序启动后，系统创建了一个叫做“main”的线程。主线程，也叫UI线程，非常重要，因为它负责分发事件给构件，包括绘制事件。也是这个线程，在这里才能与Android UI工具包中的组件进行交互。
例如，当你触摸屏幕上的一个按钮时，UI线程会分发一个触摸事件给构件，然后，构件会设定自己为被按下的状态，并抛出一个显示无效的请求给事件队列。UI线程队列请求并通知构件绘制自己。
单线程模型会导致性能低下，除非你的程序很好地实现。特别是，当所有的操作都在单一的线程中进行，耗时的操作（如网络访问、数据查询）会阻塞UI。在耗时操作执行时，没有任何事件可以分发，包括绘制的事件。从用户的视觉来看，应用程序被挂起了。更糟糕的是，如果UI线程阻塞超过一定的时间（现在大约是5秒钟），系统会给用户呈现一个糟糕的“应用程序无响应”（ANR）对话框。
如果你想看这有多糟糕，你可以写一个简单的应用程序，在一个Button的OnClickListener函数中调用Thread.sleep(2000)。按钮在回到它正常状态之前，保持被按下的状态2秒钟。当这种情况发生时，用户很容易认为应用程序慢。
总之，对于应用程序UI的响应性来说，保证UI线程不被阻塞是至关重要的。如果你有耗时的操作，你应该确保在另外的线程（后台或工作者线程）中执行。
下面有一个例子，点击事件处理函数中，从网络上下载一个图片，并显示到ImageView上：
public void onClick(View v) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
Bitmap b = loadImageFromNetwork();
mImageView.setImageBitmap(b);
}
}).start();
}
乍一看，这段代码能很好的解决你的问题，因为它不会阻塞UI线程。遗憾的是，它违背了UI的单线程模型：Android UI工具包不是线程安全的，必须在UI线程中进行操作。在上面的代码片段里，ImageView是在工作者线程中操作的，因此，这会引发可拍的问题。跟踪和修正这些Bug可能是困难且耗时的。
Android提供了一些方法，能在其它线程中访问UI线程。你可能对其中的一些已经很熟悉了，但这里是一份较为全面的列表：
- Activity.runOnUiThread(Runnable)
- View.post(Runnable)
- View.postDelayed(Runnable, long)
- Handler
你可以使用这些类和方法中的任一来修正上面的例子代码：
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，这些类和方法可能会使你的代码变得更加复杂并难以阅读。特别是，当你实现一个复杂的操作，而在这个操作中，需要频繁地更新UI。
为了解决这个问题，Android 1.5和它之后的平台提供了一个通用的类——AsyncTask，其简化了长时间运行任务的创建过程，而这些任务还能做到与UI进行交互。
在Android 1.0和1.1上，也有与AsyncTask类似的东西，叫做UserTask。它提供了相同的API，而你需要做的只是拷贝其中的代码。
AsyncTask的目的是帮助你管理线程。我们之前的例子可以很容易用AsyncTask进行改写：
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);
}
}
如你所见，AsyncTask必须继承使用。此外，还必须记住的是AsyncTask的实例必须在UI线程中创建并只能执行一次。你可以阅读AsyncTask的文档来全面了解如何使用，但这里，只是简要地描述它以及它的工作过程：
· 你可以使用泛型来指定参数、进度值和最终结果的类型
· doInBackground()方法自动在工作者线程中执行
· onPreExecute()，onPostExecute()和onProgressUpdate()在主线程中调用
· doInBackground()中返回的值会发送给onPostExecute()方法
· 你可以在doInBackground()中随时调用publishProgress()来执行onProgressUpdate()
· 你可以任何时候从任何线程中取消任务
除了官方的文档，你还可以参考几个复杂例子的源代码，如Shelves（ShelvesActivity.java和AddBookActivity.java）和Photostream（LoginActivity，PhotostreamActivity.java和ViewPhotoActivity.java）。我们强烈地建议你阅读Shelves的源代码，来了解配置变更时任务的保存以及Activity销毁时如何正确地取消任务。
不管你是否使用AsyncTask，在单线程模型中始终要记住两条法则：
1. 不要阻塞UI线程
2. 确保只在UI线程中访问Android UI工具包
