Android 中的 HandlerThread 詳解

HandlerThread是Android API提供的一個便捷的類，使用它我們可以快速的建立一個帶有Looper的執行緒，有了Looper這個執行緒，我們又可以生成Handler，那麼 HandlerThread是什麼，可以做什麼呢，有哪些奇技淫巧可以被我們利用呢？

實現原理

在介紹原理之前，我們先使用普通的Thread來建立一個Handler，建立的過程大致如下：

 Handler mHandler;
private void createManualThreadWithHandler() {
  new Thread() {
      @Override
        public void run() {
            super.run();
            Looper.prepare();
            mHandler = new Handler(Looper.myLooper());
            Looper.loop();
        }
    }.start();
}

實現很簡單，在目標執行緒內如下配置

• 呼叫Looper.prepare 建立與當前執行緒繫結的Looper例項
• 使用上面建立的Looper生成Handler例項
• 呼叫Looper.loop()實現訊息迴圈

明白上面的實現步驟，HandlerThread的實現也就簡單了，其實現為：

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

確實很簡單，無需贅述。

Handler原理

要理解Handler的原理，理解如下幾個概念即可茅塞頓開。

• Message 意為訊息，傳送到Handler進行處理的物件，攜帶描述資訊和任意資料。
• MessageQueue 意為訊息佇列，Message的集合。
• Looper 有著一個很難聽的中文名字，訊息泵，用來從MessageQueue中抽取Message，傳送給Handler進行處理。
• Handler 處理Looper抽取出來的Message。

如何使用

HandlerThread使用起來很容易，首先需要進行初始化。

 private Handler mHandler;
private LightTaskManager() {
    HandlerThread workerThread = new HandlerThread("LightTaskThread");
    workerThread.start();
    mHandler = new Handler(workerThread.getLooper());
}

注意：上面的workerThread.start();必須要執行。

至於如何使用HandlerThread來執行任務，主要是呼叫Handler的API

• 使用post方法提交任務，postAtFrontOfQueue將任務加入到佇列前端，postAtTime指定時間提交任務，postDelayed延後提交任務。
• 使用sendMessage方法可以傳送訊息，sendMessageAtFrontOfQueue將該訊息放入訊息佇列前端，sendMessageAtTime 指定時間傳送訊息，sendMessageDelayed延後提交訊息。

通過包裹Handler API，我們可以實現如下程式碼(僅post相關方法):

 public void post(Runnable run) {
    mHandler.post(run);
}

public void postAtFrontOfQueue(Runnable runnable) {
    mHandler.postAtFrontOfQueue(runnable);
}

public void postDelayed(Runnable runnable, long delay) {
    mHandler.postDelayed(runnable, delay);
}

public void postAtTime(Runnable runnable, long time) {
    mHandler.postAtTime(runnable, time);
}

控制優先順序

瞭解到如何使用之外，關於HandlerThread的使用需要上升一個界別，那就是優化。這裡的優化主要是合理調整HandlerThread的優先順序。

HandlerThread的預設優先順序是Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT,具體值為0。執行緒的優先順序的取值範圍為-20到19。優先順序高的獲得的CPU資源更多，反之則越少。-20代表優先順序最高，19最低。0位於中間位置，但是作為工作執行緒的HandlerThread沒有必要設定這麼高的優先順序，因而需要我們降低其優先順序。

可控制的優先順序

• THREAD_PRIORITY_DEFAULT，預設的執行緒優先順序，值為0。
• THREAD_PRIORITY_LOWEST，最低的執行緒級別，值為19。
• THREAD_PRIORITY_BACKGROUND 後臺執行緒建議設定這個優先順序，值為10。
• THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE 相對THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微優先，值為-1。
• THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE 相對THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微落後一些，值為1。

以上的這些優先順序都是可以在程式中設定的，除此之外還有不可控的優先順序均有系統進行自動調整。

如何修改許可權

最通用的就是在run方法中，加入合理的設定優先順序程式碼，比如

 Runnable run = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        android.os.Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    }
};
LightTaskManager.getInstance().post(run);

上述方法不僅適用於HandlerThread，也可以適用於其他的執行緒。

除此之外，HandlerThread的構造方法也提供了設定優先順序的功能。用法如下：

 HandlerThread workerThread = new HandlerThread("LightTaskThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

關於設定優先順序，系統的AsyncTask已經開始進行了預設設定，將執行緒的優先順序設定成THREAD_PRIORITY_BACKGROUND了。

 public AsyncTask() {
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //noinspection unchecked
            Result result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();
            return postResult(result);
        }
    };
}

關於Android中執行緒的排程詳情，請參考 剖析Android中程式與執行緒排程之nice

應用場景

我們可以使用HandlerThread處理本地IO讀寫操作（資料庫，檔案），因為本地IO操作大多數的耗時屬於毫秒級別，對於單執行緒 + 非同步佇列的形式 不會產生較大的阻塞。因此在這個HandlerThread中不適合加入網路IO操作。

對於本地IO讀取操作，我們可以使用postAtFrontOfQueue方法，快速將讀取操作加入佇列前端執行，必要時返回給主執行緒更新 UI。示例場景，從資料庫中讀取資料展現在ListView中。注意讀取也是需要花費一定時間，推薦在資料展示之前有必要的使用者可感知進度提示。

對於本地IO寫操作，根據具體情況，選擇post或者postDelayed方法執行。比如SharedPreference commit，或者檔案寫入操作。