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Android多线程编程

 其实就是将耗时操作放在子线程里运行，防止主线程被阻塞，影响软件使用。

 线程的基本用法

 1. 定义一个线程只需要新建一个类继承自Thread，然后重写父类的run()方法，并在里面编写耗时逻辑即可，如下所示：

class MyThread: Thread() {
    override fun run() {
        
    }
}

 

 然后创建MyThread的实例，然后调用它的start()方法即可启动该线程。

MyThread().start()

 

2.  但是，使用继承方式的耦合性较高，更多的时候会选择使用实现Runnable接口来定义一个线程，如下所示：

class MyThread: Runnable {
    override fun run() {
        
    }
}

 

 启动方式也改变了（Thread的构造函数接收一个Runnable参数）：

val myThread = MyThread()
        Thread(myThread).start()

 

 3. 不定义类的方法：Lambda表达式，更常见：

Thread {
            // 编写具体逻辑
        }.start()

 

 4. 以上3中在Java也是同样的。但是Kotlin提供了一个更简单的方式：

thread { 
            //
        }

 

 thread是Kotlin内置的顶层函数。

 在子线程中更新UI（异步消息处理机制）

 Android的UI是线程不安全的。如果想要更新应用程序里的UI元素，必须在主线程中进行，否则就会出现异常。

 但是有些时候我们必须在子线程里执行一些耗时任务，然后根据结果来更新相应的UI控件。对于这种情况，Android提供了一套异步消息处理机制，完美地解决了在子线程中进行UI操作的问题。

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    val updateText = 1
    val handler = object : Handler(Looper.getMainLooper()) {
        override fun handleMessage(msg: Message) {
            // 在这里可以进行UI操作
            when (msg.what) {
                updateText -> textView.text = "Nice to meet you"
            }
        }
    }
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        changeTextBtn.setOnClickListener{
            thread { 
                val msg = Message()
                msg.what = updateText
                handler.sendMessage(msg) // 将Message对象发送出去
            }
        }
    }
}

 

 整型变量updateText用于表示更新TextView的动作。然后新增一个Handler对象，并重写父类的handleMessage()方法，在这里对具体的Message进行处理。如果发现Message的what字段的值等于updateText，就将TextView显示的内容改成“Nice to meetyou”。

 然后在按钮点击事件中，并没有在子线程中直接进行UI操作，而是创建了一个Message对象，制定了what字段，调用Handler的sendMessage()方法发送了出去。

 然后，Handler就会收到这条Message，并在handleMessage()方法中对它进行处理。

 注意：此时handleMessage()方法中的代码就是在主线程当中运行的了，所以可以放心地在这里进行UI操作。

 

 解析异步消息处理机制

 Android中的异步消息处理主要由4个部分组成：Message、Handler、MessageQueue和Looper。

Message：是在线程之间传递的消息，它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间传递数据。除了Message的what字段，还可以使用arg1和arg2字段来携带一些整型数据，使用obj字段携带一个Object对象。

Handler：顾名思义就是处理者的意思，它主要是用于发送和处理消息的。发送消息一般是使用Handler的sendMessage()方法、post()方法等，而发出的消息经过一系列地处理后，最终会传递到Handler的handleMessage()方法中。

MessageQueue：是消息队列的意思，它主要用于存放所有通过Handler发送的消息。这部分消息会一直存在于消息队列中，等待被处理。每个线程中只会有一个MessageQueue对象。

Looper：是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()方法后，就会进入一个无限循环当中，然后每当发现MessageQueue中存在一条消息时，就会将它取出，并传递到Handler的handleMessage()方法中。每个线程中只会有一个Looper对象。

 异步消息处理的整个流程：

　　首先需要在主线程当中创建一个Handler对象，并重写handleMessage()方法。然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个Message对象，并通过Handler将这条消息发送出去。之后这条消息会被添加到MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler的handleMessage()方法中。由于Handler的构造函数中我们传入了Looper.getMainLooper()，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，于是我们可以在这里进行UI操作了。整个异步消息处理机制的流程如图。

 

 

 

 使用AsyncTask

 为了更方便在子线程中对UI进行操作，Android还提供了另外一些好用的工具，比如AsyncTask。

 借助AsyncTask，即使对异步消息处理机制完全不了解，也可以十分简单地从子线程切换到主线程。AsyncTask背后的实现原理也是基于异步消息处理机制的。

 

 由于AsyncTask是一个抽象类，所以使用的时候必须创建子类继承它。在继承时可以为AsyncTask类指定3个泛型参数，这3个参数的用途如下：

 Params：在执行AsyncTask时需要传入的参数，可用于在后台任务中使用。

 Progress：在后台任务执行时，如果需要在界面上显示当前的进度，则使用这里指定的泛型作为进度单位。

 Result：当任务执行完毕后，如果需要对结果进行返回，则使用这里指定的泛型作为返回值类型。

 一个最简单的自定义AsyncTask就可以写成如下形式：

class DownloadTask : AsyncTask<Unit, Int, Boolean>() {
    ...
}

 Unit表示不需要传入参数给后台任务。

 还需要重写几个方法才能完成定制任务：

onPreExecute() ： 这个方法会在后台任务开始执行之前调用，用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...) ： 这个方法中所有代码都会在子线程中运行，应该在这里去处理所有的耗时任务。任务一旦完成，就可以通过return语句将任务的执行结果返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Unit，就可以不返回任务执行结果。注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress (Progress...)方法来完成。

onProgressUpdate(Progress...)： 当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，onProgressUpdate (Progress...)方法就会很快被调用，该方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。在这个方法中可以对UI进行操作，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

onPostExecute(Result) ： 当后台任务执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据进行一些UI操作，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭进度条对话框等。

 一个比较完整的自定义AsyncTask如下：

class DownloadTask : AsyncTask<Unit, Int, Boolean>() {
    override fun doInBackground(vararg p0: Unit?) = try {
        while (true) {
            val downloadPercent = doDownload() // 这是一个虚构的方法
            publishProgress(downloadPercent)
            if (downloadPercent >= 100) {
                break
            }
        }
        true
    } catch (e: Exception) {
        false
    }
    override fun onPreExecute() {
        progressDialog.show() // 显示进度对话框
    }
    override fun onPostExecute(result: Boolean) {
        progressDialog.dismiss() // 关闭进度对话框
        // 在这里提示下载结果
        if (result) {
            Toast.makeText(context,"Download succeeded",Toast.LENGTH_SHORT).show()
        } else {
            Toast.makeText(context,"Download failed",Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }
    override fun onProgressUpdate(vararg values: Int?) {
        // 在这里更新下载进度
        progressDialog.setMessage("Downloaded ${values[0]}%")
    }
}

 

 我们在doInBackground中执行具体的下载任务。这里虚构的doDownload方法用于计算当前的下载进度并返回，得到了当前下载进度，就该考虑怎么显示到界面上，肯定不能在doInBackground中运行。所以调用publishProgress方法并传入当前下载进度，这样onProgressUpdate方法就会很快被调用，在这里面进行UI操作。

 当下载完成后，doInBackground方法会返回一个布尔型变量，这样onPostExecute方法会很快被调用，这个方法也是运行在主线程中的。我们根据下载结果在这里弹出提示。

 总结：使用AsyncTask的诀窍就是，在onInBackground方法中执行具体的耗时任务，在onProgressUpdate方法中进行UI操作，在onPostExecute方法中执行任务的收尾工作。

 启动任务的代码如下：

DownloadTask().execute()

 

 可以给execute方法传入任意数量的参数，这些参数将会传递到onInBackground方法中。

 

 使用AsyncTask不需要去考虑异步消息处理机制，不需要Handler，只需要调用publishProgress方法，就可以轻松地从子线程切换到UI线程。

 

 注：AsyncTask被废弃了，替代方法是kotlin的协程。

 

runOnUiThread

　　事实上这个方法更简单，它其实就是对异步消息处理机制进行了一层封装：

runOnUiThread { 
            //在这里进行UI操作
        }