Android中UI執行緒與後臺執行緒互動設計的5種方法

在android的設計思想中，為了確保使用者順滑的操作體驗。一些耗時的任務不能夠在UI執行緒中執行，像訪問網路就屬於這類任務。因此我們必須要重新開啟一個後臺執行緒執行這些任務。然而，往往這些任務最終又會直接或者間接的需要訪問和控制UI控制元件。例如訪問網路獲取資料，然後需要將這些資料處理顯示出來。就出現了上面所說的情況。原本這是在正常不過的現象了，但是android規定除了UI執行緒外，其他執行緒都不可以對那些UI控制元件訪問和操控。為了解決這個問題，於是就引出了我們今天的話題。Android中後臺執行緒如何與UI執行緒互動。

據我所知android提供了以下幾種方法，用於實現後臺執行緒與UI執行緒的互動。

1、handler

2、Activity.runOnUIThread(Runnable)

3、View.Post(Runnable)

4、View.PostDelayed(Runnabe,long)

5、AsyncTask

方法一：handler

handler是android中專門用來線上程之間傳遞資訊類的工具。

要講明handler的用法非常簡單，但是我在這裡會少許深入的講一下handler的執行機制。

為了能夠讓handler線上程間傳遞訊息，我們還需要用到幾個類。他們是looper，messageQueue，message。

這裡說的looper可不是前段時間的好萊塢大片環形使者，他的主要功能是為特定單一執行緒執行一個訊息環。一個執行緒對應一個looper。同樣一個looper對應一個執行緒。這就是所謂的特定單一。一般情況下，在一個執行緒建立時他本身是不會生產他特定單一的looper的（主執行緒是個特例）。因此我們需要手動的把一個looper與執行緒相關聯。其方法只需在需要關聯的looper的執行緒中呼叫Looper.prepare。之後我們再呼叫Looper.loop啟動looper。

說了這麼多looper的事情，到底這個looper有什麼用哪。其實之前我們已經說到了，他是為執行緒執行一個訊息環。具體的說，在我們將特定單一looper與執行緒關聯的時候，looper會同時生產一個messageQueue。他是一個訊息佇列，looper會不停的從messageQuee中取出訊息，也就是message。然後執行緒就會根據message中的內容進行相應的操作。

那麼messageQueue中的message是從哪裡來的哪？那就要提到handler了。在我們建立handler的時候，我們需要與特定的looper繫結。這樣通過handler我們就可以把message傳遞給特定的looper，繼而傳遞給特定的執行緒。在這裡，looper和handler並非一一對應的。一個looper可以對應多個handler，而一個handler只能對應一個looper（突然想起了一夫多妻制，呵呵）。這裡補充一下，handler和looper的繫結，是在構建handler的時候實現的，具體查詢handler的建構函式。

在我們建立handler並與相應looper繫結之後，我們就可以傳遞message了。我們只需要呼叫handler的sendMessage函式，將message作為引數傳遞給相應執行緒。之後這個message就會被塞進looper的messageQueue。然後再被looper取出來交給執行緒處理。

這裡要補充說一下message，雖然我們可以自己建立一個新的message，但是更加推薦的是呼叫handler的obtainMessage方法來獲取一個message。這個方法的作用是從系統的訊息池中取出一個message，這樣就可以避免message建立和銷燬帶來的資源浪費了（這也就是算得上重複利用的綠色之舉了吧）。

突然發現有一點很重要的地方沒有講到，那就是執行緒從looper收到message之後他是如何做出響應的嘞。其實原來執行緒所需要做出何種響應需要我們在我們自定義的handler類中的handleMessage重構方法中編寫。之後才是之前說的建立handler並繫結looper。

好吧說的可能喲點亂，總結一下利用handler傳遞資訊的方法。

假設A執行緒要傳遞資訊給B執行緒，我們需要做的就是

1、在B執行緒中呼叫Looper.prepare和Looper.loop。（主執行緒不需要）

2、 編寫Handler類，重寫其中的handleMessage方法。

3、建立Handler類的例項，並繫結looper

4、呼叫handler的sentMessage方法傳送訊息。

到這裡，我們想handler的執行機制我應該是闡述的差不多了吧，最後再附上一段程式碼，供大家參考。

 1 public class MyHandlerActivity extends Activity {
 2      TextView textView;
 3      MyHandler myHandler;
 4  
 5      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 6          super.onCreate(savedInstanceState);
 7          setContentView(R.layout.handlertest);
 8  
 9          //實現建立handler並與looper繫結。這裡沒有涉及looper與
            //執行緒的關聯是因為主執行緒在建立之初就已有looper
10          myHandler=MyHandler(MyHandlerActivitythis.getMainLooper());
11          textView = (textView) findViewById(R.id.textView);
12         
13          MyThread m = new MyThread();
14          new Thread(m).start();
15      }
16  
17  
18      class MyHandler extends Handler {
19          public MyHandler() {
20          }
21  
22          public MyHandler(Looper L) {
23              super(L);
24          }
25  
26          // 必須重寫這個方法，用於處理message
27          @Override
28          public void handleMessage(Message msg) {
29              // 這裡用於更新UI
30              Bundle b = msg.getData();
31              String color = b.getString("color");
32              MyHandlerActivity.this.textView.setText(color);
33          }
34      }
35  
36      class MyThread implements Runnable {
37          public void run() {
38              //從訊息池中取出一個message
39              Message msg = myHandler.obtainMessage();
40              //Bundle是message中的資料
41              Bundle b = new Bundle();
42              b.putString("color", "我的");
43              msg.setData(b);
44              //傳遞資料
45              myHandler.sendMessage(msg); // 向Handler傳送訊息,更新UI
46          }
47      }

方法二：Activity.runOnUIThread(Runnable)

 這個方法相當簡單，我們要做的只是以下幾步

1、編寫後臺執行緒，這回你可以直接呼叫UI控制元件

2、建立後臺執行緒的例項

3、呼叫UI執行緒對應的Activity的runOnUIThread方法，將後臺執行緒例項作為引數傳入其中。

注意：無需呼叫後臺執行緒的start方法

方法三：View.Post(Runnable)

 該方法和方法二基本相同，只是在後臺執行緒中能操控的UI控制元件被限制了，只能是指定的UI控制元件View。方法如下

1、編寫後臺執行緒，這回你可以直接呼叫UI控制元件，但是該UI控制元件只能是View

2、建立後臺執行緒的例項

3、呼叫UI控制元件View的post方法，將後臺執行緒例項作為引數傳入其中。

方法四：View.PostDelayed(Runnabe,long)

該方法是方法三的補充，long引數用於制定多少時間後執行後臺程式 

方法五：AsyncTask

AsyncTask是一個專門用來處理後臺程式與UI執行緒的工具。通過AsyncTask，我們可以非常方便的進行後臺執行緒和UI執行緒之間的交流。

那麼AsyncTask是如何工作的哪。

AsyncTask擁有3個重要引數

1、Params 

2、Progress

3、Result

Params是後臺執行緒所需的引數。在後臺執行緒進行作業的時候，他需要外界為其提供必要的引數，就好像是一個用於下載圖片的後臺程式，他需要的引數就是圖片的下載地址。

Progress是後臺執行緒處理作業的進度。依舊上面的例子說，就是下載圖片這個任務完成了多少，是20%還是60%。這個數字是由Progress提供。

Result是後臺執行緒執行的結果，也就是需要提交給UI執行緒的資訊。按照上面的例子來說，就是下載完成的圖片。

AsyncTask還擁有4個重要的回撥方法。

1、onPreExecute

2、doInBackground

3、onProgressUpdate

4、onPostExecute

onPreExecute執行在UI執行緒，主要目的是為後臺執行緒的執行做準備。當他執行完成後，他會呼叫doInBackground方法。

doInBackground執行在後臺執行緒，他用來負責執行任務。他擁有引數Params，並且返回Result。在後臺執行緒的執行當中，為了能夠更新作業完成的進度，需要在doInbackground方法中呼叫PublishProgress方法。該方法擁有引數Progress。通過該方法可以更新Progress的資料。然後當呼叫完PublishProgress方法，他會呼叫onProgressUpdate方法用於更新進度。

onProgressUpdate執行在UI執行緒，主要目的是用來更新UI執行緒中顯示進度的UI控制元件。他擁有Progress引數。在doInBackground中呼叫PublishProgress之後，就會自動調onProgressUpdate方法

onPostExecute執行在UI執行緒，當doInBackground方法執行完後，他會呼叫onPostExecute方法，並傳入Result。在onPostExecute方法中，就可以將Result更新到UI控制元件上。

明白了上面的3個引數和4個方法，你要做的就是

1、編寫一個繼承AsyncTask的類，並宣告3個引數的型別，編寫4個回撥方法的內容。

2、然後在UI執行緒中建立該類（必須在UI執行緒中建立）。

3、最後呼叫AsyncTask的execute方法，傳入Parmas引數（同樣必須在UI執行緒中呼叫）。

這樣就大功告成了。

另外值得注意的2點就是，千萬不要直接呼叫那四個回撥方法。還有就是一個AsyncTask例項只能執行一次，否則就出錯哦。

以上是AsyncTask的基本用法，更加詳細的內容請參考android官方文件。最後附上一段程式碼，供大家參考。

 1 private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> 
 2 //在這裡宣告瞭Params、Progress、Result引數的型別
 3 {
 4     //因為這裡不需要使用onPreExecute回撥方法，所以就沒有加入該方法
 5     
 6     //後臺執行緒的目的是更具URL下載資料
 7      protected Long doInBackground(URL... urls) {
 8          int count = urls.length;//urls是陣列，不止一個下載連結
 9          long totalSize = 0;//下載的資料
10          for (int i = 0; i < count; i++) {
11              //Download是用於下載的一個類，和AsyncTask無關，大家可以忽略他的實現
12              totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
13              publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));//更新下載的進度
14              // Escape early if cancel() is called
15              if (isCancelled()) break;
16          }
17          return totalSize;
18      }
19 
20      //更新下載進度
21      protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
22          setProgressPercent(progress[0]);
23      }
24 
25      //將下載的資料更新到UI執行緒
26      protected void onPostExecute(Long result) {
27          showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
28      }
29  }
30  

 有了上面的這個類，接下你要做的就是在UI執行緒中建立例項，並呼叫execute方法，傳入URl引數就可以了。

這上面的5種方法各有優點。但是究其根本，其實後面四種方法都是基於handler方法的包裝。在一般的情形下後面四種似乎更值得推薦。但是當情形比較複雜，還是推薦使用handler。

最後補充一下，這是我的第一篇部落格。存在很多問題請大家多多指教。尤其是文中涉及到內容，有嚴重的技術問題，大家一定要給我指明啊。拜託各位了。