Android 开发笔记 “线程交互（Handler+Thread 和 AsyncTask）”

为什么需要线程

　　假设需要开发一个联网应用程序，需要从一个网址抓取网页内容，这里读取的网页地址是笔者在本地机器上自己建立的服务器地址。当然在读取网页内容的时候，可以使用HttpClient提供的API，但是这并不是本文的介绍重点。缺乏联网程序开发经验的程序员可能写出下面的代码。

package com.ophone.network;
//这里为了节省篇幅，忽略了import项
public class NetworkActivity extends Activity {
    // 显示任务的执行状态和返回结果
    private TextView message;
    private Button open;
    private EditText url;
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        message = (TextView) findViewById(R.id.message);
        url = (EditText) findViewById(R.id.url);
        open = (Button) findViewById(R.id.open);
        open.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            public void onClick(View arg0) {
                connect();
            }
        });
    }
    private String connect() {
        try {
            HttpClient client = new DefaultHttpClient();
            // params[0]代表连接的url
            HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString());
            HttpResponse response = client.execute(get);
            HttpEntity entity = response.getEntity();
            long length = entity.getContentLength();
            InputStream is = entity.getContent();
            String s = null;
            if (is != null) {
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buf = new byte[128];
                int ch = -1;
                int count = 0;
                while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
                    baos.write(buf, 0, ch);
                    count += ch;
                    // 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠1000ms
                    Thread.sleep(50000);
                }
                s = new String(baos.toByteArray());
            }
            // 返回结果
            return s;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

网络连接通常是比较耗时的，尤其是在当前的GPRS这种低速率的网络情况下，这样connect()方法可能需要3-5秒，

甚至更长的时间才能返回页面的内容。如果此连接动作直接在主线程，也就是UI线程中处理，会发生什么情况呢?

为了在模拟器中更好的模拟网络读取速度慢的情况，

笔者在读取过程中让线程休眠了50秒，

运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。意外发生了，

按钮长时间没有反应，整个界面似乎是“死”掉了。系统随后显示出了 ANR(应用程序无响应)

在线程中联网

为什么出现ANR?答案是联网动作阻塞在了主线程，长时间没有返回，这样OPhone弹出ANR错误。这个错误提示我们，

如果否个任务可能需要长时间的运行才能返回，则必须把这个任务放置到单独线程中运行，

避免阻塞UI线程。Java语言内置了对线程的支持，可以使用Thread类创建一个新线程，然后在run()方法中读取网页的内容，

获得页面内容后调用TextView.setText()更新界面。修改后的connect()

方法如下所示：

private void connect() {
        new Thread() {
            public void run() {
                try {
                    HttpClient client = new DefaultHttpClient();
                    // params[0]代表连接的url
                    HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString());
                    HttpResponse response = client.execute(get);
                    HttpEntity entity = response.getEntity();
                    long length = entity.getContentLength();
                    InputStream is = entity.getContent();
                    String s = null;
                    if (is != null) {
                        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                        byte[] buf = new byte[128];
                        int ch = -1;
                        int count = 0;
                        while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
                            baos.write(buf, 0, ch);
                            count += ch;
                        }
                        s = new String(baos.toByteArray());
                        message.setText(s);
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();
    }

　　重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。程序并没有像预期的那种获得网页的内容，并显示到TextView上。查看log可以看到在connect的执行过程中抛出了异常。接下来分析问题的所在。

使用Handler更新界面

　　其实，connect()方法中抛出的异常是由于界面更新引起的。Connect()方法直接在新启动的线程中调用message.setText()方法是不正确的。OPhone平台只允许在主线程中调用相关View的方法来更新界面。如果返回结果在新线程中获得，那么必须借助Handler来更新界面。为此，在NetworkActivity中创建一个Handler对象，并在handleMessage()中更新UI。

//Task在另外的线程执行，不能直接在Task中更新UI，因此创建了Handler
    private Handler handler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            String m = (String) msg.obj;
            message.setText(m);
        }
    };

当从connect()方法中获得网页内容后，使用如下方法更新界面。

    s = new String(baos.toByteArray());
    Message mg = Message.obtain();
    mg.obj = s;
    handler.sendMessage(mg);

重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮，正确读取了网页的内容。

AsyncTask

　　看上去修改后的connect()方法已经可用了，但是这种匿名程的方式是存在缺陷的：第一，线程的开销较大，如果每个任务都要创建一个线程，那么应用程序的效率要低很多;第二，线程无法管理，匿名线程创建并启动后就不受程序的控制了，如果有很多个请求发送，那么就会启动非常多的线程，系统将不堪重负。另外，前面已经看到，在新线程中更新UI还必须要引入handler，这让代码看上去非常臃肿。

　　为了解决这一问题，OPhone在1.5版本引入了AsyncTask。AsyncTask的特点是任务在主线程之外运行，而回调方法是在主线程中执行，这就有效地避免了使用Handler带来的麻烦。阅读AsyncTask的源码可知，AsyncTask是使用java.util.concurrent 框架来管理线程以及任务的执行的，concurrent框架是一个非常成熟，高效的框架，经过了严格的测试。这说明AsyncTask的设计很好的解决了匿名线程存在的问题。

　　AsyncTask是抽象类，子类必须实现抽象方法doInBackground(Params... p) ，在此方法中实现任务的执行工作，比如连接网络获取数据等。通常还应该实现onPostExecute(Result r)方法，因为应用程序关心的结果在此方法中返回。需要注意的是AsyncTask一定要在主线程中创建实例。AsyncTask定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result。

• Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL。
• Progress 后台任务执行的百分比。
• Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String。
• AsyncTask的执行分为四个步骤，与前面定义的TaskListener类似。每一步都对应一个回调方法，需要注意的是这些方法不应该由应用程序调用，开发者需要做的就是实现这些方法。在任务的执行过程中，这些方法被自动调用。
• onPreExecute() 当任务执行之前开始调用此方法，可以在这里显示进度对话框。
• doInBackground(Params...) 此方法在后台线程执行，完成任务的主要工作，通常需要较长的时间。在执行过程中可以调用publicProgress(Progress...)来更新任务的进度。
• onProgressUpdate(Progress...) 此方法在主线程执行，用于显示任务执行的进度。
• onPostExecute(Result) 此方法在主线程执行，任务执行的结果作为此方法的参数返回。

　　PageTask扩展了AsyncTask，在doInBackground()方法中读取网页内容。PageTask的源代码如下所示：

// 设置三种类型参数分别为String,Integer,String
    class PageTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
        // 可变长的输入参数，与AsyncTask.exucute()对应
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            try {
                HttpClient client = new DefaultHttpClient();
                // params[0]代表连接的url
                HttpGet get = new HttpGet(params[0]);
                HttpResponse response = client.execute(get);
                HttpEntity entity = response.getEntity();
                long length = entity.getContentLength();
                InputStream is = entity.getContent();
                String s = null;
                if (is != null) {
                    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                    byte[] buf = new byte[128];
                    int ch = -1;
                    int count = 0;
                    while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
                        baos.write(buf, 0, ch);
                        count += ch;
                        if (length > 0) {
                            // 如果知道响应的长度，调用publishProgress（）更新进度
                            publishProgress((int) ((count / (float) length) * 100));
                        }
                        // 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠100ms
                        Thread.sleep(100);
                    }
                    s = new String(baos.toByteArray());                }
                // 返回结果
                return s;
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }
        @Override
        protected void onCancelled() {
            super.onCancelled();
        }
        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            // 返回HTML页面的内容
            message.setText(result);
        }
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            // 任务启动，可以在这里显示一个对话框，这里简单处理
            message.setText(R.string.task_started);
        }
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            // 更新进度
            message.setText(values[0]);
        }
    }

执行PageTask非常简单，只需要调用如下代码。重新运行NetworkActivity，不但可以抓取网页的内容，还可以实时更新读取的进度。读者尝试读取一个较大的网页，看看百分比的更新情况。

PageTask task = new PageTask();
task.execute(url.getText().toString());

总结

　　本文介绍了OPhone联网应用开发中应该注意的两个问题：线程管理和界面更新。不但分析了问题的所在，也给出了多种解决方案。这里笔者推荐使用AsyncTask处理联网，播放大尺寸媒体文件等较为耗时的工作，不但执行效率高，也可以节省代码。