Android中的线程模型

这篇文章将讨论Android应用程序中使用的线程模型，并讨论如何确保应用程序最佳的UI呈现（通过创建工作者线程来处理耗时的操作，而不是在主线程里处理）。这篇文章还将阐述与运行在主线程中的UI组件交互的API以及创建托管的工作者线程的API。

UI线程

当应用程序启动后，系统创建了一个叫做“main”的线程。主线程，也叫UI线程，非常重要，因为它负责分发事件给构件，包括绘制事件。也是这个线程，在这里才能与Android UI工具包中的组件进行交互。

例如，当你触摸屏幕上的一个按钮时，UI线程会分发一个触摸事件给构件，然后，构件会设定自己为被按下的状态，并抛出一个显示无效的请求给事件队列。UI线程队列请求并通知构件绘制自己。

单线程模型会导致性能低下，除非你的程序很好地实现。特别是，当所有的操作都在单一的线程中进行，耗时的操作（如网络访问、数据查询）会阻塞UI。在耗时操作执行时，没有任何事件可以分发，包括绘制的事件。从用户的视觉来看，应用程序被挂起了。更糟糕的是，如果UI线程阻塞超过一定的时间（现在大约是5秒钟），系统会给用户呈现一个糟糕的“应用程序无响应”（ANR）对话框。

如果你想看这有多糟糕，你可以写一个简单的应用程序，在一个Button的OnClickListener函数中调用Thread.sleep(2000)。按钮在回到它正常状态之前，保持被按下的状态2秒钟。当这种情况发生时，用户很容易认为应用程序慢。

总之，对于应用程序UI的响应性来说，保证UI线程不被阻塞是至关重要的。如果你有耗时的操作，你应该确保在另外的线程（后台或工作者线程）中执行。

下面有一个例子，点击事件处理函数中，从网络上下载一个图片，并显示到ImageView上：

public void onClick(View v) {  new Thread(new Runnable() {    public void run() {      Bitmap b = loadImageFromNetwork();      mImageView.setImageBitmap(b);    }  }).start();}

乍一看，这段代码能很好的解决你的问题，因为它不会阻塞UI线程。遗憾的是，它违背了UI的单线程模型：Android UI工具包不是线程安全的，必须在UI线程中进行操作。在上面的代码片段里，ImageView是在工作者线程中操作的，因此，这会引发可拍的问题。跟踪和修正这些Bug可能是困难且耗时的。

Android提供了一些方法，能在其它线程中访问UI线程。你可能对其中的一些已经很熟悉了，但这里是一份较为全面的列表：

·         Activity.runOnUiThread(Runnable)

·         View.post(Runnable)

·         View.postDelayed(Runnable, long)

·         Handler

你可以使用这些类和方法中的任一来修正上面的例子代码：

public void onClick(View v) {  new Thread(new Runnable() {    public void run() {      final Bitmap b = loadImageFromNetwork();      mImageView.post(new Runnable() {        public void run() {          mImageView.setImageBitmap(b);        }      });    }  }).start();}

不幸的是，这些类和方法可能会使你的代码变得更加复杂并难以阅读。特别是，当你实现一个复杂的操作，而在这个操作中，需要频繁地更新UI。

为了解决这个问题，Android 1.5和它之后的平台提供了一个通用的类——AsyncTask，其简化了长时间运行任务的创建过程，而这些任务还能做到与UI进行交互。

在Android 1.0和1.1上，也有与AsyncTask类似的东西，叫做UserTask。它提供了相同的API，而你需要做的只是拷贝其中的代码。

AsyncTask的目的是帮助你管理线程。我们之前的例子可以很容易用AsyncTask进行改写：

public void onClick(View v) {  new DownloadImageTask().execute("http://example.com/image.png");} private class DownloadImageTask extends AsyncTask {     protected Bitmap doInBackground(String... urls) {         return loadImageFromNetwork(urls[0]);     }      protected void onPostExecute(Bitmap result) {         mImageView.setImageBitmap(result);     } }

如你所见，AsyncTask必须继承使用。此外，还必须记住的是AsyncTask的实例必须在UI线程中创建并只能执行一次。你可以阅读AsyncTask的文档来全面了解如何使用，但这里，只是简要地描述它以及它的工作过程：

·         你可以使用泛型来指定参数、进度值和最终结果的类型

·         doInBackground() 方法自动在工作者线程中执行

·         onPreExecute()，onPostExecute()和onProgressUpdate()在主线程中调用

·         doInBackground()中返回的值会发送给onPostExecute()方法

·         你可以在doInBackground()中随时调用publishProgress()来执行onProgressUpdate()

·         你可以任何时候从任何线程中取消任务

除了官方的文档，你还可以参考几个复杂例子的源代码，如Shelves（ShelvesActivity.java和AddBookActivity.java）和Photostream（LoginActivity，PhotostreamActivity.java和ViewPhotoActivity.java）。我们强烈地建议你阅读Shelves的源代码，来了解配置变更时任务的保存以及Activity销毁时如何正确地取消任务。

不管你是否使用AsyncTask，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