Android 進階之HandlerThread 使用場景及原始碼解析

安卓开发 · 發表 2019-01-21 20:54:14

摘要：眼睛困得要死，但今天的計劃不完成又怎麼能睡呢？明日復明日，明日何其多啊！為了避免 ANR，我們常常需要線上程中做耗時操作，然後把結果拋到主執行緒進行處理。 Android 提供了多種用於這種場景的元件，其中一種就是本篇文章要介紹的 HandlerThread。 Ha...

眼睛困得要死，但今天的計劃不完成又怎麼能睡呢？明日復明日，明日何其多啊！

為了避免 ANR，我們常常需要線上程中做耗時操作，然後把結果拋到主執行緒進行處理。

Android 提供了多種用於這種場景的元件，其中一種就是本篇文章要介紹的 HandlerThread。

HandlerThread 簡介

我們都知道Handler 必須要和 Looper 中結合使用，尤其在子執行緒中建立 Handler 的話，需要這樣寫：

class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;

public void run() {
Looper.prepare();

mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// 這裡處理訊息
}
};

Looper.loop();
}

可以看到，非常繁瑣，一層套一層看著也不美觀。

HandlerThread 就是為了幫我們免去寫上面那樣的程式碼而生的。

官方文件對它的介紹：

HandlerThread 是一個包含 Looper 的 Thread，我們可以直接使用這個 Looper 建立 Handler。

有這麼神奇？去瞅瞅它的原始碼。

HandlerThread 原始碼

HandlerThread 原始碼非常簡單，看起來 so easy：

public class HandlerThread extends Thread {
int mPriority;
int mTid = -1;
Looper mLooper;

public HandlerThread(String name) {
super(name);
mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
}

//也可以指定執行緒的優先順序，注意使用的是 android.os.Process 而不是 java.lang.Thread 的優先順序！
public HandlerThread(String name, int priority) {
super(name);
mPriority = priority;
}

// 子類需要重寫的方法，在這裡做一些執行前的初始化工作
protected void onLooperPrepared() {
}

//獲取當前執行緒的 Looper
//如果執行緒不是正常執行的就返回 null
//如果執行緒啟動後，Looper 還沒建立，就 wait() 等待 建立 Looper 後 notify
public Looper getLooper() {
if (!isAlive()) {
return null;
}

synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {//迴圈等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}

//呼叫 start() 後就會執行的 run()
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();//幫我們建立了 Looepr
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();//Looper 已經建立，喚醒阻塞在獲取 Looper 的執行緒
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();//開始迴圈
mTid = -1;
}

public boolean quit() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quit();
return true;
}
return false;
}

public boolean quitSafely() {
Looper looper = getLooper();
if (looper != null) {
looper.quitSafely();
return true;
}
return false;
}

public int getThreadId() {
return mTid;
}
}

可以看到，①HandlerThread 本質還是個 Thread，建立後別忘了呼叫 start() 。

②在 run() 方法中建立了 Looper，呼叫 onLooperPrepared 後開啟了迴圈

③我們要做的就是在子類中重寫 onLooperPrepared ，做一些初始化工作

④在建立 HandlerThread 時可以指定優先順序，注意這裡的引數是 Process.XXX 而不是 Thread.XXX

Process.setThreadPriority(int) A Linux priority level, from -20 for highest scheduling priority to 19 for lowest scheduling priority.

可選的值如下：

public static final int THREAD_PRIORITY_DEFAULT = 0;
public static final int THREAD_PRIORITY_LOWEST = 19;
public static final int THREAD_PRIORITY_BACKGROUND = 10;
public static final int THREAD_PRIORITY_FOREGROUND = -2;
public static final int THREAD_PRIORITY_DISPLAY = -4;
public static final int THREAD_PRIORITY_URGENT_DISPLAY = -8;
public static final int THREAD_PRIORITY_AUDIO = -16;

HandlerThread 的使用場景

我們知道，HandlerThread 所做的就是在新開的子執行緒中建立了 Looper，那它的使用場景就是 Thread + Looper 使用場景的結合，即： 在子執行緒中執行耗時的、可能有多個任務的操作 。

比如說多個網路請求操作，或者多檔案 I/O 等等。

使用 HandlerThread 的典型例子就是 IntentService ，我們下篇文章介紹它。

舉個栗子

我們寫一個使用 HandlerThread 實現子執行緒完成多個下載任務的 demo。

先建立一個 HandlerThread 子類，它有兩個 Handler 型別的成員變數，一個是用於在子執行緒傳遞、執行任務，另一個用於外部傳入，在主執行緒顯示下載狀態：

/**
 * Description:
 * <br> 繼承 HandlerThread 模擬下載執行緒
 * <p>
 * <br> Created by shixinzhang on 17/6/7.
 * <p>
 * <br> Email: [email protected]
 * <p>
 * <ahref="https://about.me/shixinzhang">About me</a>
 */

public class DownloadThread extends HandlerThread implements Handler.Callback {

private final String TAG = this.getClass().getSimpleName();
private final String KEY_URL = "url";
public static final int TYPE_START = 1;
public static final int TYPE_FINISHED = 2;

private Handler mWorkerHandler;
private Handler mUIHandler;
private List<String> mDownloadUrlList;

public DownloadThread(final String name) {
super(name);
}

@Override
protected void onLooperPrepared() {//執行初始化任務
super.onLooperPrepared();
mWorkerHandler = new Handler(getLooper(), this);//使用子執行緒中的 Looper
if (mUIHandler == null) {
throw new IllegalArgumentException("Not set UIHandler!");
}

//將接收到的任務訊息挨個新增到訊息佇列中
for (String url : mDownloadUrlList) {
Message message = mWorkerHandler.obtainMessage();
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString(KEY_URL, url);
message.setData(bundle);
mWorkerHandler.sendMessage(message);
}
}

public void setDownloadUrls(String... urls) {
mDownloadUrlList = Arrays.asList(urls);
}

public Handler getUIHandler() {
return mUIHandler;
}

//注入主執行緒 Handler
public DownloadThread setUIHandler(final Handler UIHandler) {
mUIHandler = UIHandler;
return this;
}

/**
* 子執行緒中執行任務，完成後傳送訊息到主執行緒
*
* @param msg
* @return
*/
@Override
public boolean handleMessage(final Message msg) {
if (msg == null || msg.getData() == null) {
return false;
}

String url = (String) msg.getData().get(KEY_URL);

//下載開始，通知主執行緒
Message startMsg = mUIHandler.obtainMessage(TYPE_START, "\n 開始下載 @" + DateUtils.getCurrentTime() + "\n" + url);
mUIHandler.sendMessage(startMsg);

SystemClock.sleep(2000);//模擬下載

//下載完成，通知主執行緒
Message finishMsg = mUIHandler.obtainMessage(TYPE_FINISHED, "\n 下載完成 @" + DateUtils.getCurrentTime() + "\n" + url);
mUIHandler.sendMessage(finishMsg);

return true;
}

@Override
public boolean quitSafely() {
mUIHandler = null;
return super.quitSafely();
}
}

可以看到， DownloadThread 中做了以下工作：

建立一個子執行緒 Handler
然後在 onLooperPrepared() 中初始化 Handler，使用的是 HandlerThread 建立的 Looper
- 同時將外部傳入的下載 url 以 Message 的方式傳送到子執行緒中的 MessageQueue 中
這樣當呼叫 DownloadThread.start() 時，子執行緒中的 Looper 開始工作，會按順序取出訊息佇列中的佇列處理，然後呼叫子執行緒的 Handler 處理
也就是上面的 handleMessage() 方法，在這個方法中進行耗時任務
然後通過 mUIHandler 將下載狀態資訊傳遞到主執行緒

呼叫 Activity 的程式碼：

/**
 * Description:
 * <br> HandlerThread 示例程式
 * <p>
 * <br> Created by shixinzhang on 17/6/7.
 * <p>
 * <br> Email: [email protected]
 * <p>
 * <ahref="https://about.me/shixinzhang">About me</a>
 */

public class HandlerThreadActivity extends AppCompatActivity implements Handler.Callback {

@BindView(R.id.tv_start_msg)
TextView mTvStartMsg;
@BindView(R.id.tv_finish_msg)
TextView mTvFinishMsg;
@BindView(R.id.btn_start_download)
Button mBtnStartDownload;

private Handler mUIHandler;
private DownloadThread mDownloadThread;

@Override
protected void onCreate(@Nullable final Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_handler_thread_test);
ButterKnife.bind(this);
init();
}

private void init() {
mUIHandler = new Handler(this);
mDownloadThread = new DownloadThread("下載執行緒");
mDownloadThread.setUIHandler(mUIHandler);
mDownloadThread.setDownloadUrls("http://pan.baidu.com/s/1qYc3EDQ",
"http://bbs.005.tv/thread-589833-1-1.html", "http://list.youku.com/show/id_zc51e1d547a5b11e2a19e.html?");
}

@OnClick(R.id.btn_start_download)
public void startDownload() {
mDownloadThread.start();
mBtnStartDownload.setText("正在下載");
mBtnStartDownload.setEnabled(false);
}

//主執行緒中的 Handler 處理訊息的方法
@Override
public boolean handleMessage(final Message msg) {
switch (msg.what) {
case DownloadThread.TYPE_FINISHED:
mTvFinishMsg.setText(mTvFinishMsg.getText().toString() + "\n " + msg.obj);
break;
case DownloadThread.TYPE_START:
mTvStartMsg.setText(mTvStartMsg.getText().toString() + "\n " + msg.obj);
break;
}
return true;
}
}

佈局檔案：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center_horizontal"
android:orientation="vertical"
android:padding="8dp">

<TextView
android:id="@+id/tv_start_msg"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="200dp"
android:text="下載開始資訊"/>

<View
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="1dp"
android:background="@color/colorAccent"/>

<TextView
android:id="@+id/tv_finish_msg"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="200dp"
android:layout_marginTop="8dp"
android:text="下載完成資訊"/>

<View
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="1dp"
android:background="@color/colorAccent"/>

<Button
android:id="@+id/btn_start_download"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginTop="8dp"
android:text="開始下載"/>
</LinearLayout>

重點是 init() 方法（其中有福利，你懂得）：

private void init() {
mUIHandler = new Handler(this);
mDownloadThread = new DownloadThread("下載執行緒");
mDownloadThread.setUIHandler(mUIHandler);
mDownloadThread.setDownloadUrls("http://pan.baidu.com/s/1qYc3EDQ",
"http://bbs.005.tv/thread-589833-1-1.html", "http://list.youku.com/show/id_zc51e1d547a5b11e2a19e.html?");
}

在這個方法中我們建立一個 DownloadThread ，也就是 HandlerThread，然後傳入 UI 執行緒中的 Handler。

最後在按鈕的點選事件中呼叫了 start() 方法。

執行結果

總結

image

上面的例子中 HandlerThread 配合一個主執行緒 Handler 完成了在子執行緒中序列執行任務，同時在主執行緒中反饋狀態的功能。

如果用一句話總結 HandlerThread 的特點：

它就是一個幫我們建立 Looper 的執行緒，讓我們可以直接線上程中使用 Handler 來處理非同步任務。

程式碼地址

喜歡的話請幫忙轉發一下能讓更多有需要的人看到吧，有些技術上的問題大家可以多探討一下。

以上Android資料以及更多Android相關資料及面試經驗可在QQ群裡獲取：936903570。有加群的朋友請記得備註上簡書，謝謝。