Android异步处理（http://blog.youkuaiyun.com/mylzc/article/details/6777767）-优快云博客

Android异步机制：

同步:发送一个请求,等待返回,然后再发送下一个请求
异步:发送一个请求,不等待返回,随时可以再发送下一个请求

作用：

为了给用户带来良好的交互体验，在Android应用的开发过程中需要把繁重的任务（IO，网络连接等）放到其他线程中异步执行，达到不阻塞UI的效果。

几种实现方式：

1. 使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面

2. 使用AsyncTask异步更新UI界面

3. Handler+Looper+MessageQueue深入详解

Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面

概述：每个Android应用程序都运行在一个dalvik虚拟机进程中，进程开始的时候会启动一个主线程(MainThread)，主线程负责处理和ui相关的事件，因此主线程通常又叫UI线程。而由于Android采用UI单线程模型，所以只能在主线程中对UI元素进行操作。如果在非UI线程直接对UI进行了操作，则会报错：

CalledFromWrongThreadException:only the original thread that createda view hierarchy can touch its views

Android主线程是线程不安全的。这句话的意思是：更新UI只能是主线程的工作，子线程更新UI是线程不安全的，所以android里非主线程操作主UI就会报错。为什么呢？因为子线程可能会有多个，多个线程同时操作一个控件可能会有冲突发生，所以android就限定了只有主线程可以操作UI。子线程想操作UI，可以，你告诉我（主线程），我来更新

Android UI单线程模型：(http://ictch.iteye.com/blog/1002873),这样是为了防止多个线程去更新view的数据，导致混乱

在开发Android应用时必须遵守单线程模型的原则:

UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。

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

当一个程序第一次启动时，Android会同时启动一个对应的主线程(Main Thread)，主线程主要负责处理与UI相关的事件，如：用户的按键事件，用户接触屏幕的事件以及屏幕绘图事件，并把相关的事件分发到对应的组件进行处理。所以主线程通常又被叫做UI线程。

比如说从网上获取一个网页，在一个TextView中将其源代码显示出来，这种涉及到网络操作的程序一般都是需要开一个线程完成网络访问，但是在获得页面源码后，是不能直接在网络操作线程中调用TextView.setText()的.因为其他线程中是不能直接访问主UI线程成员。

android提供了几种在其他线程中访问UI线程的方法。

Activity.runOnUiThread(Runnable )

View.post( Runnable )

View.postDelayed( Runnable,long )

Hanlder （

Handler在默认情况下，实际上它和调用它的Activity是处于同一个线程的。并且在Activity的onCreate()方法中输出当前线程的id和名字。由于Handler运行在主线程中(UI线程中)，它与子线程可以通过Message对象来传递数据,* 这个时候，Handler就承担着接受子线程传过来的(子线程用sedMessage()方法传弟)Message对象(里面包含数据)，把这些消息放入主线程队列中，配合主线程进行更新UI。而post 安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行。post() ?将一个线程加入线程队列；sendMessage() 发送一个消息对象到消息队列。post 传入Runnable也就是callback方法，最终会放入消息队列，在loop -》 dispatchMesage-》中会判断callback ！= null ？执行callback : ms,target.handleMesage();

public final boolean post(Runnable r)
    {
       return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
    }
        private static Message getPostMessage(Runnable r) {
        Message m = Message.obtain();
        m.callback = r;
        return m;
    }

Bundle和如何在新线程中处理消息。

Invalidate和postInvalidate的区别

android中实现view的更新有两组方法，一组是invalidate，另一组是postInvalidate，其中前者是在UI线程自身中使用，而后者在非UI线程中使用）

这些类或方法同样会使你的代码很复杂很难理解。然而当你需要实现一些很复杂的操作并需要频繁地更新UI时这会变得更糟糕。

为了解决这个问题，Android 提供了一个工具类：AsyncTask不注意它会导致的问题：当在执行一些耗时的操作的时候，不能及时地分发事件，包括用户界面重绘事件。从用户的角度来看，应用程序看上去像挂掉了。更糟糕的是，如果阻塞应用程序的时间过长（现在大概是5秒钟）Android会向用户提示一些信息，即打开一个“应用程序没有相应（application not responding）”的对话框。

Android为我们提供了消息循环的机制，我们可以利用这个机制来实现线程间的通信。那么，我们就可以在非UI线程发送消息到UI线程，最终让Ui线程来进行ui的操作。

对于运算量较大的操作和IO操作，我们需要新开线程来处理这些繁重的工作，以免阻塞ui线程。

Androd异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面

AsyncTask是在Android SDK 1.5之后推出的一个方便编写后台线程与UI线程交互的辅助类。AsyncTask的内部实现是一个线程池，每个后台任务会提交到线程池中的线程执行，然后使用Thread+Handler的方式调用回调函数。任务在共做线程中做，然后分发到InternalHandler（属于主线程，所有类都属于主线程),调用回调方法更新UI。

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
        if (mStatus != Status.PENDING) {
            switch (mStatus) {
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            }
        }

        mStatus = Status.RUNNING;

        onPreExecute();// UI 线程

        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);

        return this;
    }

private static class InternalHandler extends Handler {
        @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    // There is only one result
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//UI 线程
                    break;
            }
        }
    }

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                return postResult(doInBackground(mParams));//工作线程
            }
        };

   private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);//UI 线程
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }

AsyncTask抽象出后台线程运行的五个状态，分别是：1、准备运行，2、正在后台运行，3、进度更新，4、完成后台任务，5、取消任务，对于这五个阶段，AsyncTask提供了五个回调函数：

1、准备运行：onPreExecute(),该回调函数在任务被执行之后立即由UI线程调用。这个步骤通常用来建立任务，在用户接口（UI）上显示进度条。

2、正在后台运行：doInBackground(Params...),该回调函数由后台线程在onPreExecute()方法执行结束后立即调用。通常在这里执行耗时的后台计算。计算的结果必须由该函数返回，并被传递到onPostExecute()中。在该函数内也可以使用publishProgress(Progress...)来发布一个或多个进度单位(unitsof progress)。这些值将会在onProgressUpdate(Progress...)中被发布到UI线程。

3. 进度更新：onProgressUpdate(Progress...),该函数由UI线程在publishProgress(Progress...)方法调用完后被调用。一般用于动态地显示一个进度条。

4. 完成后台任务：onPostExecute(Result),当后台计算结束后调用。后台计算的结果会被作为参数传递给这一函数。

5、取消任务：onCancelled ()，在调用AsyncTask的cancel()方法时调用

AsyncTask的构造函数有三个模板参数：

1.Params，传递给后台任务的参数类型。

2.Progress，后台计算执行过程中，进步单位（progress　units）的类型。（就是后台程序已经执行了百分之几了。）

3.Result，后台执行返回的结果的类型。

AsyncTask并不总是需要使用上面的全部3种类型。标识不使用的类型很简单，只需要使用Void类型即可 * private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
*     protected Long doInBackground(URL... urls) {
*         int count = urls.length;
*         long totalSize = 0;
*         for (int i = 0; i < count; i++) {
*             totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
*             publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));
*             // Escape early if cancel() is called
*             if (isCancelled()) break;
*         }
*         return totalSize;
*     }
*
*     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
*         setProgressPercent(progress[0]);
*     }
*
*     protected void onPostExecute(Long result) {
*         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
*     }
* }

Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解

我们讲到使用Thread+Handler的方式来实现界面的更新，其实是在非UI线程发送消息到UI线程，通知UI线程进行界面更新，这一篇我们将深入学习Android线程间通讯的实现原理。

概述：Android使用消息机制实现线程间的通信，线程通过Looper建立自己的消息循环，MessageQueue是FIFO的消息队列，Looper负责从MessageQueue中取出消息，并且分发到消息指定目标Handler对象。Handler对象绑定到线程的局部变量Looper，封装了发送消息和处理消息的接口。

例子：在介绍原理之前，我们先介绍Android线程通讯的一个例子，这个例子实现点击按钮之后从主线程发送消息"hello"到另外一个名为” CustomThread”的线程。

代码下载

LooperThreadActivity.java

[java] view plain
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package com.zhuozhuo;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;

public class LooperThreadActivity extends Activity{
/** Called when the activity is first created. */

private final int MSG_HELLO = 0;
private Handler mHandler;

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
new CustomThread().start();//新建并启动CustomThread实例

findViewById(R.id.send_btn).setOnClickListener(new OnClickListener() {

@Override
public void onClick(View v) {//点击界面时发送消息
String str = "hello";
Log.d("Test", "MainThread is ready to send msg:" + str);
mHandler.obtainMessage(MSG_HELLO, str).sendToTarget();//发送消息到CustomThread实例

}
});

}

class CustomThread extends Thread {
@Override
public void run() {
//建立消息循环的步骤
Looper.prepare();//1、初始化Looper
mHandler = new Handler(){//2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象
public void handleMessage (Message msg) {//3、定义处理消息的方法
switch(msg.what) {
case MSG_HELLO:
Log.d("Test", "CustomThread receive msg:" + (String) msg.obj);
}
}
};
Looper.loop();//4、启动消息循环
}
}
}
main.xml

[html] view plain
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
>
<TextView
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/hello"
/>
<Button android:text="发送消息" android:id="@+id/send_btn" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content"></Button>
</LinearLayout>

Log打印结果：

原理：

我们看到，为一个线程建立消息循环有四个步骤：

1、初始化Looper

2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象

3、定义处理消息的方法

4、启动消息循环

下面我们以这个例子为线索，深入Android源代码，说明Android Framework是如何建立消息循环，并对消息进行分发的。

1、初始化Looper : Looper.prepare()

Looper.java
[java] view plain
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private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();
public static final void prepare() {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper());
}

一个线程在调用Looper的静态方法prepare()时，这个线程会新建一个Looper对象，并放入到线程的局部变量中，而这个变量是不和其他线程共享的（关于ThreadLocal的介绍）。下面我们看看Looper()这个构造函数：

Looper.java
[java] view plain
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final MessageQueue mQueue;
private Looper() {
mQueue = new MessageQueue();
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}

可以看到在Looper的构造函数中，创建了一个消息队列对象mQueue，此时，调用Looper. prepare()的线程就建立起一个消息循环的对象（此时还没开始进行消息循环）。

2、绑定handler到CustomThread实例的Looper对象 : mHandler= new Handler()

Handler.java
[java] view plain
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final MessageQueue mQueue;
final Looper mLooper;
public Handler() {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}

mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = null;
}

Handler通过mLooper = Looper.myLooper();绑定到线程的局部变量Looper上去，同时Handler通过mQueue =mLooper.mQueue;获得线程的消息队列。此时，Handler就绑定到创建此Handler对象的线程的消息队列上了。
3、定义处理消息的方法：Override public void handleMessage (Message msg){}

子类需要覆盖这个方法，实现接受到消息后的处理方法。

4、启动消息循环： Looper.loop()

所有准备工作都准备好了，是时候启动消息循环了！Looper的静态方法loop()实现了消息循环。

Looper.java
[java] view plain
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public static final void loop() {
Looper me = myLooper();
MessageQueue queue = me.mQueue;

// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

while (true) {
Message msg = queue.next(); // might block
//if (!me.mRun) {
// break;
//}
if (msg != null) {
if (msg.target == null) {
// No target is a magic identifier for the quit message.
return;
}
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
">>>>> Dispatching to " + msg.target + " "
+ msg.callback + ": " + msg.what
);
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (me.mLogging!= null) me.mLogging.println(
"<<<<< Finished to " + msg.target + " "
+ msg.callback);

// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf("Looper", "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}

msg.recycle();
}
}
}

while(true)体现了消息循环中的“循环“，Looper会在循环体中调用queue.next()获取消息队列中需要处理的下一条消息。当msg != null且msg.target != null时，调用msg.target.dispatchMessage(msg);分发消息，当分发完成后，调用msg.recycle();回收消息。

msg.target是一个handler对象，表示需要处理这个消息的handler对象。Handler的void dispatchMessage(Message msg)方法如下：

Handler.java
[java] view plain
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public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}

可见，当msg.callback== null 并且mCallback == null时，这个例子是由handleMessage(msg);处理消息，上面我们说到子类覆盖这个方法可以实现消息的具体处理过程。

总结：从上面的分析过程可知，消息循环的核心是Looper，Looper持有消息队列MessageQueue对象，一个线程可以把Looper设为该线程的局部变量，这就相当于这个线程建立了一个对应的消息队列。Handler的作用就是封装发送消息和处理消息的过程，让其他线程只需要操作Handler就可以发消息给创建Handler的线程。由此可以知道，在上一篇《Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面》中，UI线程在创建的时候就建立了消息循环(在ActivityThread的public static final void main(String[] args)方法中实现)，因此我们可以在其他线程给UI线程的handler发送消息，达到更新UI的目的。

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