android多线程与UI操作

　　在android开发中经常听到这样一句话——“android的UI操作不是线程安全的，同时也只有主线程才能够操作UI”。对于这句话，一直感觉不是太理解。当初心里想既然android的UI操作只能在UI线程即主线程中操作，别的线程不允许操作。所以是不会出现线程的同步问题的，这不应该是很安全的吗？为什么不是线程安全的呢？最近才想明白这句话什么意思：正是因为android的UI操作不是线程安全的，所以才不允许在非UI线程中进行UI操作。试想假如允许在其它工作线程中允许直接进行UI操作，会带来一个问题：多个线程同时操作一个控件可能会有冲突发生。所以android就限定了只能在UI线程中操作各种view。那么如果其它线程需要操作view应该怎么办呢？答案是通过Handler，Handler是子线程与UI主线程通信的桥梁，子线程通过Handler去通知主线程操作UI.

　　主线程的主要任务就是负责处理与UI相关的事件，比如按钮的按下，并且负责分发相应的事件到相应的组件上。鉴于此，其他一些比较耗时的操作比如：从网络上下载东西，数据库操作等最好不要放到主线程中进行。否则可能导致主线程的阻塞，给用户的感觉就是程序的卡顿。我们要做的就是新开线程处理这些比较耗时的操作，然后在适当的时机通知主线程进行UI的更新操作。

看下面的例子：

主界面上有一个按钮，点击此按钮从网络上下载一个图片，然后显示到一个ImageView上。

解决方案1：

新开一个线程完成下载操作，然后再利用handler.post(runnable())方法将进行UI的操作post到主线程中执行。

代码如下：

package learn.again.android;

import java.io.IOException;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.ImageView;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;

public class MainActivity extends Activity {
    protected static final int SHOW_IMAGE = 0;
    private ImageView image;

    
    private Handler myHandler = new Handler();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        image = (ImageView) findViewById(R.id.image);
        findViewById(R.id.download_image).setOnClickListener(
                new OnClickListener() {

                    @Override
                    public void onClick(View v) {
                        // download image to simulate LongOperation
                        downloadImage("http://www.android.com/images/logo.png");
                    }

                });
    }

// cut-off rule................................................................................

    /**
     * start a new thread to download image
     * 
     * @param url
     *            image address
     * @throws IOException
     */
    // 方法1
    private void downloadImage(final String url) {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                try {
                    final Bitmap bitmap = ImageUtil.getImageByUrl(url);
                    myHandler.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            image.setImageBitmap(bitmap);
                        }
                    });
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

    }
}

 解决方案2：

我们可以重写Handler类复写handleMessage方法，在子线程中通过handler.sendMessage()方法把下载好的bitmap发回主线程，再在主线程中通过image.setImageBitmap(bitmap)完成。

代码如下：

package learn.again.android;

import java.io.IOException;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.ImageView;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;

public class MainActivity extends Activity {
    protected static final int SHOW_IMAGE = 0;
    private ImageView image;

    /*
     * Handler类应该为static类型，否则有可能造成泄露。 在程序消息队列中排队的消息保持了对目标Handler类的应用。
     * 如果Handler是个内部类，那么它也会保持它所在的外部类的引用。
     * 为了避免泄露这个外部类，应该将Handler声明为static嵌套类，并且使用对外部类的弱应用。
     */
    private Handler myHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            switch (msg.what) {
            case SHOW_IMAGE:
                Bitmap bm = (Bitmap) msg.obj;
                image.setImageBitmap(bm);
                break;
            }
        }

    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        image = (ImageView) findViewById(R.id.image);
        findViewById(R.id.download_image).setOnClickListener(
                new OnClickListener() {

                    @Override
                    public void onClick(View v) {
                        // download image to simulate LongOperation
                        downloadImage_2("http://www.android.com/images/logo.png");
                    }

                });
    }

    // cut-off rule...................................................................
    private void downloadImage_2(final String url) {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                try {
                    final Bitmap bitmap = ImageUtil.getImageByUrl(url);
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = SHOW_IMAGE;
                    msg.obj = bitmap;
                    myHandler.sendMessage(msg);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

    }
}

总结：

第一种方法是通过handler的post方法将一个Runnable对象置于UI线程中去执行，达到目的。第二种方法是能过handler的sendMessage方法，将主线程更新view所需要的东西发回到主线程中。两种方法的对比：第一种发送的是Runnable对象，第二种发送的是Message对象。这两种方法都能达到目的但使用第一种时要注意所发送的Runnable中的代码不能太复杂，否则还是会导致UI的卡顿。第二种方法要自己重写Handler的handleMessage方法。

最后附上ImageUtil类的代码：

package learn.again.android;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;

public class ImageUtil {
    public static Bitmap getImageByUrl(String url) throws IOException {
        URL url_image = new URL(url);
        HttpURLConnection con = (HttpURLConnection) url_image.openConnection();
        con.setRequestMethod("GET");
        con.setReadTimeout(5000);
        InputStream is = con.getInputStream();
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
        return bitmap;
    }
}

 方案3：

还有一个比较轻量级的方法，Handler有一个以Callback接口为参数的构造函数

Handler(Callback callback)，通过此构造函数我们可以避免实现Handler的子类而就可以达到处理消息的效果。

关键代码：

Handler myHandler = new Handler(new Callback() {
        
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            Bitmap bm = (Bitmap) msg.obj;
            image.setImageBitmap(bm);
            return true;
        }
    });

其实，和第一种方案类似。

方案4：

我们翻看View的方法会发现View也有一个Post方法:

public boolean post (Runnable action)

因为这个方法是View的所以调用这个方法，它会将action封装成一个Message然后投递到UI线程的消息队列中。

private void downloadImage3(final String url) {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                try {
                    final Bitmap bitmap = ImageUtil.getImageByUrl(url);
                    image.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            image.setImageBitmap(bitmap);
                        }
                    });
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

    }

这样的话我们就不需要自己new Handler对象了，通过翻看源码我们可以看到其实它也先获取view线程即主线程的handler对象然后再用此handler投递此action对象封装的Message.