Android 多线程通信总结(一)

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HandlerThread

1.HandlerThread特点及注意事项

  • HandlerThread本质上是一个线程类,继承自Thread。在线程内部,代码是串行处理的。
  • 其内部拥有自己的Looper对象,也就是说它可以自己进行消息的循环。通过getLooper()方法可以将这个Looper对象传递给Handler对象,这样就可以在handleMessage()方法中执行异步任务。HandlerThread将looper对象传递给子线程进行处理,目的是为了分担MainLooper的工作量,降低了主线程的压力,使界面更加流畅。
  • 开启一个线程起到多个线程的作用,处理任务是串行的,按消息发送顺序进行处理,但是由于因为每个任务都会以队列的形式被执行到,如果队列中某个任务执行时间过长,那么就会导致后续的任务都会被延迟处理。
  • HandlerThread拥有自己的消息队列,因此它不会阻塞UI线程。
  • 创建HandlerThread后需要先调用handlerThread.start()方法,Thread会先调用run()方法,创建Looper对象。

2.应用场景

适用于会长时间在后台执行,并且间隔时间内会调用的任务。

3.Handler,Thread和HandlerThread的区别

Handler会关联一个单独的线程,Looper和消息队列,默认关联是UI线程。

HandlerThread继承自Thread,所以它本质就是一个Thread,只不过其内部有自己的Looper对象和消息队列,可以用来循环消息队列,并将消息回调到子线程中的Handler进行处理。

4.HandlerThread使用实例

  1. 创建实例对象
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("majiyao");

​ 传入参数的作用主要是标记当前线程的名字,可以任意字符串。

  1. 启动HandlerThread线程
//实例创建完成之后,必须要先开启线程
handlerThread.start();
  1. 构建循环消息处理机制
/**
 * 该callback运行于子线程
 */
class ChildCallback implements Handler.Callback {
    @Override
    public boolean handleMessage(Message msg) {
        //在子线程中进行相应的网络请求

        //通知主线程去更新UI
        mUIHandler.sendMessage(msg1);
        return false;
    }
}
  1. 构建异步handler
Handler childHandler = new Handler(handlerThread.getLooper(),new ChildCallback());

​ 创建子线程Handler,获取handlerThread的Looper对象,并将回调事件传入,这样异步handler就拥有了HandlerThread的Looper对象,由于HandlerThread本身是异步线程,因此Looper也与异步线程绑定,从而handlerMessage方法也就可以异步处理耗时任务了,这样我们的Looper+Handler+MessageQueue+Thread异步循环机制构建完成。

5.源码分析

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;//线程优先级
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;//当前线程持有的Looper对象
    private @Nullable Handler mHandler;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    
    /**
     * Constructs a HandlerThread.
     * @param name
     * @param priority The priority to run the thread at. The value supplied must be from 
     * {@link android.os.Process} and not from java.lang.Thread.
     */
    public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }
    
    /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }
    
    
 }

​ 从源码可以看出HandlerThread继续自Thread,构造函数的传递参数有两个,一个是name指的是线程的名称,一个是priority指的是线程优先级,我们根据需要调用即可。其中成员变量mLooper就是HandlerThread自己持有的Looper对象。onLooperPrepared()该方法是一个空实现,是留给我们必要时可以去重写的,但是注意重写时机是在Looper循环启动前,再看看run方法:

@Override
public void run() {
 		mTid = Process.myTid();
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
        mLooper = Looper.myLooper();
        notifyAll();
     }
     Process.setThreadPriority(mPriority);
     onLooperPrepared();
     Looper.loop();
     mTid = -1;       
}   

前面我们在HandlerThread的常规使用中分析过,在创建HandlerThread对象后必须调用其start()方法才能进行其他操作,而调用start()方法后相当于启动了线程,也就是run方法将会被调用,而我们从run源码中可以看出其执行了**Looper.prepare()**代码,这时Looper对象将被创建,当Looper对象被创建后将绑定在当前线程(也就是当前异步线程),这样我们才可以把Looper对象赋值给Handler对象,进而确保Handler对象中的handleMessage方法是在异步线程执行的。接着将执行代码:

synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }

这里在Looper对象创建后将其赋值给HandlerThread的内部变量mLooper,并通过notifyAll()方法去唤醒等待线程,最后执行Looper.loop();代码,开启looper循环语句。那这里为什么要唤醒等待线程呢?我们来看看,getLooper方法

 /**
     * This method returns the Looper associated with this thread. If this thread not been started
     * or for any reason isAlive() returns false, this method will return null. If this thread
     * has been started, this method will block until the looper has been initialized.  
     * @return The looper.
     */
    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

​ 事实上可以看出外部在通过getLooper方法获取looper对象时会先判断当前线程是否启动了,如果线程已经启动,那么将会进入同步语句并判断Looper是否为null,为null则代表Looper对象还没有被赋值,也就是还没被创建,此时当前调用线程进入等待阶段,直到Looper对象被创建并通过 notifyAll()方法唤醒等待线程,最后才返回Looper对象,之所以需要等待唤醒机制,是因为Looper的创建是在子线程中执行的,而调用getLooper方法则是在主线程进行的,这样我们就无法保障我们在调用getLooper方法时Looper已经被创建,到这里我们也就明白了在获取mLooper对象时会存在一个同步的问题,只有当线程创建成功并且Looper对象也创建成功之后才能获得mLooper的值,HandlerThread内部则通过等待唤醒机制解决了同步问题。

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;  
   } 

从源码可以看出当我们调用quit方法时,其内部实际上是调用Looper的quit方法而最终执行的则是MessageQueue中的removeAllMessagesLocked方法(Handler消息机制知识点),该方法主要是把MessageQueue消息池中所有的消息全部清空,无论是延迟消息(延迟消息是指通过sendMessageDelayed或通过postDelayed等方法发送)还是非延迟消息。   当调用quitSafely方法时,其内部调用的是Looper的quitSafely方法而最终执行的是MessageQueue中的removeAllFutureMessagesLocked方法,该方法只会清空MessageQueue消息池中所有的延迟消息,并将消息池中所有的非延迟消息派发出去让Handler去处理完成后才停止Looper循环,quitSafely相比于quit方法安全的原因在于清空消息之前会派发所有的非延迟消息。最后需要注意的是Looper的quit方法是基于API 1,而Looper的quitSafely方法则是基于API 18的。

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