Android UI线程和非UI线程

UI线程及Android的单线程模型原则

　　当应用启动，系统会创建一个主线程（main thread）。

　　这个主线程负责向UI组件分发事件（包括绘制事件），也是在这个主线程里，你的应用和Android的UI组件（components from the Android UI toolkit (components from the android.widget and android.view packages)）发生交互。

　　所以main thread也叫UI thread也即UI线程。

 

　　系统不会为每个组件单独创建线程，在同一个进程里的UI组件都会在UI线程里实例化，系统对每一个组件的调用都从UI线程分发出去。

　　结果就是，响应系统回调的方法（比如响应用户动作的onKeyDown()和各种生命周期回调）永远都是在UI线程里运行。

 

　　当App做一些比较重（intensive）的工作的时候，除非你合理地实现，否则单线程模型的performance会很poor。

　　特别的是，如果所有的工作都在UI线程，做一些比较耗时的工作比如访问网络或者数据库查询，都会阻塞UI线程，导致事件停止分发（包括绘制事件）。对于用户来说，应用看起来像是卡住了，更坏的情况是，如果UI线程blocked的时间太长（大约超过5秒），用户就会看到ANR（application not responding）的对话框。

　　另外，Andoid UI toolkit并不是线程安全的，所以你不能从非UI线程来操纵UI组件。你必须把所有的UI操作放在UI线程里，所以Android的单线程模型有两条原则：

　　1.不要阻塞UI线程。

　　2.不要在UI线程之外访问Android UI toolkit（主要是这两个包中的组件：android.widget and android.view）。

 

使用Worker线程

　　根据单线程模型的两条原则，首先，要保证应用的响应性，不能阻塞UI线程，所以当你的操作不是即时的那种（not instantaneous），你应该把他们放进单另的线程中（叫做background或者叫worker线程）。

　　比如点击按钮后，下载一个图片然后在ImageView中展示：

public void onClick(View v) {    new Thread(new Runnable() {        public void run() {            Bitmap b = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");            mImageView.setImageBitmap(b);        }    }).start();}

 

　　这段代码用新的线程来处理网络操作，但是它违反了第二条原则：

　　Do not access the Android UI toolkit from outside the UI thread.

　　从非UI线程访问UI组件会导致未定义和不能预料的行为。

 

　　为了解决这个问题，Android提供了一些方法，从其他线程访问UI线程：

• Activity.runOnUiThread(Runnable)
• View.post(Runnable)
• View.postDelayed(Runnable, long)

 

　　比如，上面这段代码可以这么改：

public void onClick(View v) {    new Thread(new Runnable() {        public void run() {            final Bitmap bitmap = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");            mImageView.post(new Runnable() {                public void run() {                    mImageView.setImageBitmap(bitmap);                }            });        }    }).start();}

 

　　这么改之后就是线程安全的了。

　　但是，当操作变得复杂的时候，这种代码会变得非常复杂，为了处理非UI线程和UI线程之间更加复杂的交互，可以考虑在worker线程中使用一个Handler，来处理UI线程中传来的消息。

　　也可以继承这个类AsyncTask 。

 

Communicating with the UI Thread

　　只有在UI线程中的对象才能操作UI线程中的对象，为了将非UI线程中的数据传送到UI线程，可以使用一个 Handler运行在UI线程中。

　　Handler是Android framework中管理线程的部分，一个Handler对象负责接收消息然后处理消息。

　　你可以为一个新的线程创建一个Handler，也可以创建一个Handler然后将它和已有线程连接。

　　如果你将一个Handler和你的UI线程连接，处理消息的代码就将会在UI线程中执行。

 

　　可以在你创建线程池的类的构造方法中实例化Handler的对象，然后用全局变量存储这个对象。

　　要和UI线程连接，实例化Handler的时候应该使用Handler(Looper) 这个构造方法。

　　这个构造方法使用了一个 Looper 对象，这是Android系统中线程管理的framework的另一个部分。

　　当你用一个特定的 Looper实例来创建一个 Handler时，这个 Handler就运行在这个 Looper的线程中。

 

　　在Handler中，要覆写handleMessage() 方法。Android系统会在Handler管理的相应线程收到新消息时调用这个方法。

　　一个特定线程的所有Handler对象都会收到同样的方法。（这是一个“一对多”的关系）。

 对UI线程的补充

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。