Android 线程交互

在Android开发过程中，耗时操作是不允许写在主线程（UI线程）中的，以免由于等待时间过长而发生ANR。所以耗时操作需要创建子线程来完成，然而往往这些操作都需要与主线程进行通讯交互（例如更新主线程的UI），但android规定除了UI线程外，其他线程都不可以对UI控件进行访问或操控，所以我们需要通过一些方法来实现这些功能。

1. Handler：

handler是android中专门用来在线程之间传递信息类的工具。

API参考：https://developer.android.google.cn/reference/android/os/Handler

1、在B线程中调用Looper.prepare和Looper.loop。（主线程不需要）
2、编写Handler类，重写其中的handleMessage方法。
3、创建Handler类的实例，并绑定looper
4、调用handler的sentMessage方法发送消息。

• 子线程更新主线程（UI）

因为主线程自带Looper机制，所有我们不用创建Looper：

Handler mHandler = new Handler(){  

@Override
public void handleMessage(Message msg) {
    super.handleMessage(msg);
    switch (msg.what) {
        case 1:
            //do something,refresh UI;
            break;
        default:
            break;
        }
    }    

};  

然后开启一个子线程，在子线程里直接使用Handler发送消息：

new Thread() {
    public void run() {
　　　　Message message = new Message();
　　　　message.what = 1;
　　　　message.obj = "子线程发送的消息Hi~Hi";
　　　　mHandler .sendMessage(message);
　　};
}.start();

• 子线程之间交互

public class ThreadActivity extends AppCompatActivity {

　　private final String TAG = "ThreadActivity";

　　// 子线程Handler
　　private Handler mSubHandler = null;

　　@Override
　　protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
　　　　super.onCreate(savedInstanceState);
　　　　setContentView(R.layout.activity_thread1);
　　　　new MyThread().start();
　　　　createThread();
　　}

　　/**
　　 * 创建子线程，用于发送消息
　　 */
　　private void createThread() {
　　　　new Thread() {
　　　　　　@Override
　　　　　　public void run() {
　　　　　　　　int count = 0;
　　　　　　　　while (count < 10) {
　　　　　　　　　　Message msg = new Message();
　　　　　　　　　　msg.obj = "子线程计时器：" + count;
　　　　　　　　　　msg.what = 1;
　　　　　　　　　　// 使用子线程Handler发送消息
　　　　　　　　　　mSubHandler.sendMessage(msg);
　　　　　　　　　　try {
　　　　　　　　　　　　Thread.sleep(1000);
　　　　　　　　　　} catch (InterruptedException e) {
　　　　　　　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　count++;
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}.start();
　　}

　　/**
　　 * 用于接收子线程发送过来的消息
　　 */
　　class MyThread extends Thread {

　　　　@Override
　　　　public void run() {
　　　　　　Looper.prepare();
　　　　　　mSubHandler = new Handler() {
　　　　　　　　@Override
　　　　　　　　public void handleMessage(Message msg) {
　　　　　　　　　　switch (msg.what) {
　　　　　　　　　　　　case 1:
　　　　　　　　　　　　Log.i(TAG, (String) msg.obj);
　　　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　　　　　};
　　　　　　Looper.loop();
　　　　}
　　}
}

2. HandlerThread：

HandlerThread是一个包含Looper的Thread，我们可以直接使用这个 Looper 创建 Handler。

API参考：https://developer.android.google.cn/reference/android/os/HandlerThread

HandlerThread适用于单线程+异步队列模型场景，相对Handler + Thread简洁。

// 也可实现run方法
HandlerThread mHandlerThread = new HandlerThread("HandlerThread_Test");
mHandlerThread.start();

Handler mThreadHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper()) {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case 1:
            Log.i(TAG, "threadName--" + Thread.currentThread().getName() + (String) msg.obj);
            break;
        }
    }
};   

// 发送消息至HanderThread
mThreadHandler.sendMessage(msg);

3. runOnUiThread

Activity 里面的runOnUiThread（ Runnable ）方法使子线程更新UI更为简洁。另外还有View.Post(Runnable)和View.PostDelayed(Runnabe,long)方法，用法与runOnUiThread基本相同。

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep( 1000 );
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 执行UI操作
                Toast.makeText(MainActivity.this, "Test", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
}).start();

4. AsyncTask

API参考：https://developer.android.google.cn/reference/android/os/AsyncTask

AsyncTask是一个抽象类，它是由Android封装的一个轻量级异步类。它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。AsyncTasks应该用于短操作（最多几秒）。如果您需要保持线程长时间运行，强烈建议您使用java.util.concurrent包提供的各种API，例如Executor，ThreadPoolExecutor和FutureTask。 异步任务由3个泛型类型定义：Params，Progress和Result，以及4个步骤：onPreExecute，doInBackground，onProgressUpdate和onPostExecute组成。

使用AsyncTask时需要继承AsyncTask类并必须实现doInBackground(params...)方法，大多数情况下还需要实现onPostExecute(Result)方法。

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");
    }
}

创建成功后执行任务非常简单：

new DownloadFilesTask().execute(url1, url2, url3); // Params

AsyncTask的泛型类型：

• Params：在执行时传递给任务的参数类型；
• Progress：异步任务执行过程中，返回执行进度值的类型；
• Result：后台任务执行结果类型。

并非所有类型都必须在异步任务中使用，如果不需要使用，则用Void来代替。

rivate class MyTask extends AsyncTask<Void, Void, Void> { ... }

当执行一个异步任务时，需要经历4个步骤：

• onPreExecute()：在异步任务执行前，在UI主线和中调用。此步骤通常用于设置任务，例如在用记界面中显示进度条。
• doInBackground(Params...)：onPreExecute()执行完后，立即在后台线程中调用此方法。此步骤用于执行运行时间可能较长的后台任务，参数由execute(params...)传入。通过此步骤得到结果并返回到最后一步。在计算过程中，可通过调用publishProgress(Progress...)方法，并通过onProgressUpdate(Progress...)更新UI显示任务执行进度。
• onProgressUpdate(Progress...)：当publishProgress(Progress...)方法执行后，此步骤在UI主线程中被调用，并更新UI当前任务进度。
• onPostExecute(Result)：在后台线程计算完成后在UI线程上调用。 后台线程计算的结果作为参数传递给此步骤。

AsyncTask还提供了cancelled(boolean)方法，它同样在主线程中执行，当异步任务取消时，onCancelled()会被调用，这个时候onPostExecute()则不会被调用，但是要注意的是，AsyncTask中的cancel(boolean)方法并不是真正去取消任务，只是设置这个任务为取消状态，我们需要在doInBackground()判断终止任务。就好比想要终止一个线程，调用interrupt()方法，只是进行标记为中断，需要在线程内部进行标记判断然后中断线程。参数true表示立即取消任务（不一定成功），false则表示允许任务执行完成后再取消。

使用AsyncTask还需要注意以下问题：

• 异步任务的实例必须在UI线程中创建，即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。
• execute(Params...) 必须在UI线程上执行。
• 不要手动调用onPreExecute(), onPostExecute(Result), doInBackground(Params...), onProgressUpdate(Progress...)方法。
• 该任务只能执行一次（如果尝试执行第二次，则会引发异常）。
• 不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。
• AsyncTask不与任何组件绑定生命周期，所以在Activity/或者Fragment中创建执行AsyncTask时，最好在Activity/Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean)；
• 如果AsyncTask被声明为Activity的非静态的内部类，那么AsyncTask会保留一个对创建了AsyncTask的Activity的引用。如果Activity已经被销毁，AsyncTask的后台线程还在执行，它将继续在内存里保留这个引用，导致Activity无法被回收，引起内存泄露。
• 屏幕旋转或Activity在后台被系统杀掉等情况会导致Activity的重新创建，之前运行的AsyncTask（非静态的内部类）会持有一个之前Activity的引用，这个引用已经无效，这时调用onPostExecute()再去更新界面将不再生效。

AsyncTask里面有两种线程池供我们调用，默认使用SERIAL_EXECUTOR。AsyncTask的核心线程是5，队列容量是128，最大线程数是9。

• THREAD_POOL_EXECUTOR, 异步线程池。
• SERIAL_EXECUTOR，同步线程池。

一个简单的AsyncTask例子：

自定义AsyncTask：

class TestAsyncTask extends AsyncTask<Integer, Integer, Integer> {

    @Override
    protected Integer doInBackground(Integer... integers) {
        int count = integers[0];
        int len = integers[1];
        while (count < len) {
            int pro = 100 * count / len;
            Log.i(TAG, "----------" + pro + ":" + count + ":" + len);
            publishProgress(pro);
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            count++;
        }
        return count;
    }

    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
        mText.setText("Progress：" + values[0] + "%");
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Integer integer) {
        mText.setText("Finished：" + integer + "%");
    }
}

创建TestAsyncTask实例：

mAsyncTask.execute(0, 100);