Android中后台线程如何与UI线程交互

我想关于这个话题已经有很多前辈讨论过了。今天算是一次学习总结吧。

在android的设计思想中，为了确保用户顺滑的操作体验。一些耗时的任务不能够在UI线程中运行，像访问网络就属于这类任务。因此我们必须要重新开启一个后台线程运行这些任务。然而，往往这些任务最终又会直接或者间接的需要访问和控制UI控件。例如访问网络获取数据，然后需要将这些数据处理显示出来。就出现了上面所说的情况。原本这是在正常不过的现象了，但是android规定除了UI线程外，其他线程都不可以对那些UI控件访问和操控。为了解决这个问题，于是就引出了我们今天的话题。Android中后台线程如何与UI线程交互。

据我所知android提供了以下几种方法，用于实现后台线程与UI线程的交互。

1、handler

2、Activity.runOnUIThread(Runnable)

3、View.Post(Runnable)

4、View.PostDelayed(Runnabe,long)

5、AsyncTask

方法一：handler

handler是android中专门用来在线程之间传递信息类的工具。

要讲明handler的用法非常简单，但是我在这里会少许深入的讲一下handler的运行机制。

为了能够让handler在线程间传递消息，我们还需要用到几个类。他们是looper，messageQueue，message。

这里说的looper可不是前段时间的好莱坞大片环形使者，他的主要功能是为特定单一线程运行一个消息环。一个线程对应一个looper。同样一个looper对应一个线程。这就是所谓的特定单一。一般情况下，在一个线程创建时他本身是不会生产他特定单一的looper的（主线程是个特例）。因此我们需要手动的把一个looper与线程相关联。其方法只需在需要关联的looper的线程中调用Looper.prepare。之后我们再调用Looper.loop启动looper。

说了这么多looper的事情，到底这个looper有什么用哪。其实之前我们已经说到了，他是为线程运行一个消息环。具体的说，在我们将特定单一looper与线程关联的时候，looper会同时生产一个messageQueue。他是一个消息队列，looper会不停的从messageQuee中取出消息，也就是message。然后线程就会根据message中的内容进行相应的操作。

那么messageQueue中的message是从哪里来的哪？那就要提到handler了。在我们创建handler的时候，我们需要与特定的looper绑定。这样通过handler我们就可以把message传递给特定的looper，继而传递给特定的线程。在这里，looper和handler并非一一对应的。一个looper可以对应多个handler，而一个handler只能对应一个looper（突然想起了一夫多妻制，呵呵）。这里补充一下，handler和looper的绑定，是在构建handler的时候实现的，具体查询handler的构造函数。

在我们创建handler并与相应looper绑定之后，我们就可以传递message了。我们只需要调用handler的sendMessage函数，将message作为参数传递给相应线程。之后这个message就会被塞进looper的messageQueue。然后再被looper取出来交给线程处理。

这里要补充说一下message，虽然我们可以自己创建一个新的message，但是更加推荐的是调用handler的obtainMessage方法来获取一个message。这个方法的作用是从系统的消息池中取出一个message，这样就可以避免message创建和销毁带来的资源浪费了（这也就是算得上重复利用的绿色之举了吧）。

突然发现有一点很重要的地方没有讲到，那就是线程从looper收到message之后他是如何做出响应的嘞。其实原来线程所需要做出何种响应需要我们在我们自定义的handler类中的handleMessage重构方法中编写。之后才是之前说的创建handler并绑定looper。

好吧说的可能哟点乱，总结一下利用handler传递信息的方法。

假设A线程要传递信息给B线程，我们需要做的就是

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。

到这里，我们想handler的运行机制我应该是阐述的差不多了吧，最后再附上一段代码，供大家参考。

 1 public class MyHandlerActivity extends Activity {
 2       TextView textView;
 3       MyHandler myHandler;
 4   
 5       protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 6           super.onCreate(savedInstanceState);
 7           setContentView(R.layout.handlertest);
 8   
 9           //实现创建handler并与looper绑定。这里没有涉及looper与
10             //线程的关联是因为主线程在创建之初就已有looper
11           myHandler=MyHandler(MyHandlerActivitythis.getMainLooper());
12           textView = (textView) findViewById(R.id.textView);
13          
14           MyThread m = new MyThread();
15           new Thread(m).start();
16       }
17   
18   
19       class MyHandler extends Handler {
20           public MyHandler() {
21           }
22   
23           public MyHandler(Looper L) {
24               super(L);
25           }
26   
27           // 必须重写这个方法，用于处理message
28           @Override
29           public void handleMessage(Message msg) {
30               // 这里用于更新UI
31               Bundle b = msg.getData();
32               String color = b.getString("color");
33               MyHandlerActivity.this.textView.setText(color);
34           }
35       }
36   
37       class MyThread implements Runnable {
38           public void run() {
39               //从消息池中取出一个message
40               Message msg = myHandler.obtainMessage();
41               //Bundle是message中的数据
42               Bundle b = new Bundle();
43               b.putString("color", "我的");
44               msg.setData(b);
45               //传递数据
46               myHandler.sendMessage(msg); // 向Handler发送消息,更新UI
47           }
48       }

参考资料：

http://developer.android.com/reference/android/os/Handler.html

http://developer.android.com/reference/android/os/Looper.html

http://developer.android.com/reference/android/os/Message.html

http://www.cnblogs.com/dawei/archive/2011/04/09/2010259.html

http://rxwen.blogspot.com/2010/08/looper-and-handler-in-android.html

http://www.cnblogs.com/android007/archive/2012/05/10/2494766.html

方法二：Activity.runOnUIThread(Runnable)

这个方法相当简单，我们要做的只是以下几步

1、编写后台线程，这回你可以直接调用UI控件

2、创建后台线程的实例

3、调用UI线程对应的Activity的runOnUIThread方法，将后台线程实例作为参数传入其中。

注意：无需调用后台线程的start方法

方法三：View.Post(Runnable)

该方法和方法二基本相同，只是在后台线程中能操控的UI控件被限制了，只能是指定的UI控件View。方法如下

1、编写后台线程，这回你可以直接调用UI控件，但是该UI控件只能是View

2、创建后台线程的实例

3、调用UI控件View的post方法，将后台线程实例作为参数传入其中。

方法四：View.PostDelayed(Runnabe,long)

该方法是方法三的补充，long参数用于制定多少时间后运行后台进程

方法五：AsyncTask

AsyncTask是一个专门用来处理后台进程与UI线程的工具。通过AsyncTask，我们可以非常方便的进行后台线程和UI线程之间的交流。

那么AsyncTask是如何工作的哪。

AsyncTask拥有3个重要参数

1、Params

2、Progress

3、Result

Params是后台线程所需的参数。在后台线程进行作业的时候，他需要外界为其提供必要的参数，就好像是一个用于下载图片的后台进程，他需要的参数就是图片的下载地址。

Progress是后台线程处理作业的进度。依旧上面的例子说，就是下载图片这个任务完成了多少，是20%还是60%。这个数字是由Progress提供。

Result是后台线程运行的结果，也就是需要提交给UI线程的信息。按照上面的例子来说，就是下载完成的图片。

AsyncTask还拥有4个重要的回调方法。

1、onPreExecute

2、doInBackground

3、onProgressUpdate

4、onPostExecute

onPreExecute运行在UI线程，主要目的是为后台线程的运行做准备。当他运行完成后，他会调用doInBackground方法。

doInBackground运行在后台线程，他用来负责运行任务。他拥有参数Params，并且返回Result。在后台线程的运行当中，为了能够更新作业完成的进度，需要在doInbackground方法中调用PublishProgress方法。该方法拥有参数Progress。通过该方法可以更新Progress的数据。然后当调用完PublishProgress方法，他会调用onProgressUpdate方法用于更新进度。

onProgressUpdate运行在UI线程，主要目的是用来更新UI线程中显示进度的UI控件。他拥有Progress参数。在doInBackground中调用PublishProgress之后，就会自动调onProgressUpdate方法

onPostExecute运行在UI线程，当doInBackground方法运行完后，他会调用onPostExecute方法，并传入Result。在onPostExecute方法中，就可以将Result更新到UI控件上。

明白了上面的3个参数和4个方法，你要做的就是

1、编写一个继承AsyncTask的类，并声明3个参数的类型，编写4个回调方法的内容。

2、然后在UI线程中创建该类（必须在UI线程中创建）。

3、最后调用AsyncTask的execute方法，传入Parmas参数（同样必须在UI线程中调用）。

这样就大功告成了。

另外值得注意的2点就是，千万不要直接调用那四个回调方法。还有就是一个AsyncTask实例只能执行一次，否则就出错哦。

以上是AsyncTask的基本用法，更加详细的内容请参考android官方文档。最后附上一段代码，供大家参考。

 1 private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> 
 2  //在这里声明了Params、Progress、Result参数的类型
 3  {
 4      //因为这里不需要使用onPreExecute回调方法，所以就没有加入该方法
 5      
 6      //后台线程的目的是更具URL下载数据
 7       protected Long doInBackground(URL... urls) {
 8           int count = urls.length;//urls是数组，不止一个下载链接
 9           long totalSize = 0;//下载的数据
10           for (int i = 0; i < count; i++) {
11               //Download是用于下载的一个类，和AsyncTask无关，大家可以忽略他的实现
12               totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
13               publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));//更新下载的进度
14               // Escape early if cancel() is called
15               if (isCancelled()) break;
16           }
17           return totalSize;
18       }
19  
20       //更新下载进度
21       protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
22           setProgressPercent(progress[0]);
23       }
24  
25       //将下载的数据更新到UI线程
26       protected void onPostExecute(Long result) {
27           showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
28       }
29   }

有了上面的这个类，接下你要做的就是在UI线程中创建实例，并调用execute方法，传入URl参数就可以了。

参考资料