Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类

转载请标明出处：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38476887 ，本文出自【张鸿洋的博客】

最近创建了一个群，方便大家交流，群号：55032675

上一篇博客介绍了Android异步消息处理机制，如果你还不了解，可以看：Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系 。那篇博客的最后，提出可以把异步消息处理机制不仅仅是在MainActivity中更新UI，可以用到别的地方，最近也一直在考虑这个问题，有幸，想出来一个实际的案例，将异步消息处理机制用到大量图片的加载的工具类中，其实也特别希望可以写一篇关于大量图片加载的文章，终于有机会了~先简单介绍一下：

1、概述

一般大量图片的加载，比如GridView实现手机的相册功能，一般会用到LruCache，线程池，任务队列等；那么异步消息处理可以用哪呢？

1、用于UI线程当Bitmap加载完成后更新ImageView

2、在图片加载类初始化时，我们会在一个子线程中维护一个Loop实例，当然子线程中也就有了MessageQueue，Looper会一直在那loop停着等待消息的到达，当有消息到达时，从任务队列按照队列调度的方式（FIFO,LIFO等），取出一个任务放入线程池中进行处理。

简易的一个流程：当需要加载一张图片，首先把加载图片加入任务队列，然后使用loop线程（子线程）中的hander发送一个消息，提示有任务到达，loop()（子线程）中会接着取出一个任务，去加载图片，当图片加载完成，会使用UI线程的handler发送一个消息去更新UI界面。

说了这么多，大家估计也觉得云里来雾里去的，下面看实际的例子。

2、图库功能的实现

该程序首先扫描手机中所有包含图片的文件夹，最终选择图片最多的文件夹，使用GridView显示其中的图片

1、布局文件

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" >

    <GridView
        android:id="@+id/id_gridView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:cacheColorHint="@android:color/transparent"
        android:columnWidth="90dip"
        android:gravity="center"
        android:horizontalSpacing="20dip"
        android:listSelector="@android:color/transparent"
        android:numColumns="auto_fit"
        android:stretchMode="columnWidth"
        android:verticalSpacing="20dip" >
    </GridView>

</RelativeLayout>

布局文件相当简单就一个GridView

2、MainActivity

package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.io.File;
import java.io.FilenameFilter;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;

import android.app.Activity;
import android.app.ProgressDialog;
import android.content.ContentResolver;
import android.database.Cursor;
import android.net.Uri;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Handler;
import android.provider.MediaStore;
import android.widget.GridView;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.ListAdapter;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity
{
    private ProgressDialog mProgressDialog;
    private ImageView mImageView;

    /**
     * 存储文件夹中的图片数量
     */
    private int mPicsSize;
    /**
     * 图片数量最多的文件夹
     */
    private File mImgDir;
    /**
     * 所有的图片
     */
    private List<String> mImgs;

    private GridView mGirdView;
    private ListAdapter mAdapter;
    /**
     * 临时的辅助类，用于防止同一个文件夹的多次扫描
     */
    private HashSet<String> mDirPaths = new HashSet<String>();

    private Handler mHandler = new Handler()
    {
        public void handleMessage(android.os.Message msg)
        {
            mProgressDialog.dismiss();
            mImgs = Arrays.asList(mImgDir.list(new FilenameFilter()
            {
                @Override
                public boolean accept(File dir, String filename)
                {
                    if (filename.endsWith(".jpg"))
                        return true;
                    return false;
                }
            }));
            /**
             * 可以看到文件夹的路径和图片的路径分开保存，极大的减少了内存的消耗；
             */
            mAdapter = new MyAdapter(getApplicationContext(), mImgs,
                    mImgDir.getAbsolutePath());
            mGirdView.setAdapter(mAdapter);
        };
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mGirdView = (GridView) findViewById(R.id.id_gridView);
        getImages();

    }

    /**
     * 利用ContentProvider扫描手机中的图片，此方法在运行在子线程中 完成图片的扫描，最终获得jpg最多的那个文件夹
     */
    private void getImages()
    {
        if (!Environment.getExternalStorageState().equals(
                Environment.MEDIA_MOUNTED))
        {
            Toast.makeText(this, "暂无外部存储", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return;
        }
        // 显示进度条
        mProgressDialog = ProgressDialog.show(this, null, "正在加载...");

        new Thread(new Runnable()
        {

            @Override
            public void run()
            {
                Uri mImageUri = MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI;
                ContentResolver mContentResolver = MainActivity.this
                        .getContentResolver();

                // 只查询jpeg和png的图片
                Cursor mCursor = mContentResolver.query(mImageUri, null,
                        MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=? or "
                                + MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=?",
                        new String[] { "image/jpeg", "image/png" },
                        MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED);

                while (mCursor.moveToNext())
                {
                    // 获取图片的路径
                    String path = mCursor.getString(mCursor
                            .getColumnIndex(MediaStore.Images.Media.DATA));
                    // 获取该图片的父路径名
                    File parentFile = new File(path).getParentFile();
                    String dirPath = parentFile.getAbsolutePath();

                    //利用一个HashSet防止多次扫描同一个文件夹（不加这个判断，图片多起来还是相当恐怖的~~）
                    if(mDirPaths.contains(dirPath))
                    {
                        continue;
                    }
                    else
                    {
                        mDirPaths.add(dirPath);
                    }

                    int picSize = parentFile.list(new FilenameFilter()
                    {
                        @Override
                        public boolean accept(File dir, String filename)
                        {
                            if (filename.endsWith(".jpg"))
                                return true;
                            return false;
                        }
                    }).length;
                    if (picSize > mPicsSize)
                    {
                        mPicsSize = picSize;
                        mImgDir = parentFile;
                    }
                }
                mCursor.close();
                //扫描完成，辅助的HashSet也就可以释放内存了
                mDirPaths = null ;
                // 通知Handler扫描图片完成
                mHandler.sendEmptyMessage(0x110);

            }
        }).start();

    }
}

MainActivity也是比较简单的，使用ContentProvider辅助，找到图片最多的文件夹后，直接handler去隐藏ProgressDialog，然后初始化数据，适配器等；

但是稍微注意一下：

1、在扫描图片时，使用了一个临时的HashSet保存扫描过的文件夹，这样可以有效的避免重复扫描。比如，我手机中有个文件夹下面有3000多张图片，如果不判断则会扫描这个文件夹3000多次，处理器时间以及内存的消耗还是很可观的。

2、在适配器中，保存List<String>的时候，考虑只保存图片的名称，路径单独作为变量传入。一般情况下，图片的路径比图片名长很多，加入有3000张图片，路径长度30，图片平均长度10，则List<String>保存完成路径需要长度为：（30+10）*3000 = 120000 ; 而单独存储只需要：30+10*3000 = 30030 ； 图片越多，节省的内存越客观；

总之，尽可能的去减少内存的消耗，这些都是很容易做到的~

3、GridView的适配器

package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.util.List;

import android.content.Context;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.BaseAdapter;
import android.widget.ImageView;

import com.zhy.utils.ImageLoader;

public class MyAdapter extends BaseAdapter
{

    private Context mContext;
    private List<String> mData;
    private String mDirPath;
    private LayoutInflater mInflater;
    private ImageLoader mImageLoader;

    public MyAdapter(Context context, List<String> mData, String dirPath)
    {
        this.mContext = context;
        this.mData = mData;
        this.mDirPath = dirPath;
        mInflater = LayoutInflater.from(mContext);

        mImageLoader = ImageLoader.getInstance();
    }

    @Override
    public int getCount()
    {
        return mData.size();
    }

    @Override
    public Object getItem(int position)
    {
        return mData.get(position);
    }

    @Override
    public long getItemId(int position)
    {
        return position;
    }

    @Override
    public View getView(int position, View convertView, final ViewGroup parent)
    {
        ViewHolder holder = null;
        if (convertView == null)
        {
            holder = new ViewHolder();
            convertView = mInflater.inflate(R.layout.grid_item, parent,
                    false);
            holder.mImageView = (ImageView) convertView
                    .findViewById(R.id.id_item_image);
            convertView.setTag(holder);
        } else
        {
            holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
        }
        holder.mImageView
                .setImageResource(R.drawable.friends_sends_pictures_no);
        //使用Imageloader去加载图片
        mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),
                holder.mImageView);
        return convertView;
    }

    private final class ViewHolder
    {
        ImageView mImageView;
    }

}

可以看到与传统的适配器的写法基本没有什么不同之处，甚至在getView里面都没有出现常见的回调（findViewByTag~用于防止图片的错位）；仅仅多了一行代码：

mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);是不是用起来还是相当爽的，所有需要处理的细节都被封装了。

4、ImageLoader

现在才到了关键的时刻，我们封装的ImageLoader类，当然我们的异步消息处理机制也出现在其中。

首先是一个懒加载的单例

/**
     * 单例获得该实例对象
     *
     * @return
     */
    public static ImageLoader getInstance()
    {

        if (mInstance == null)
        {
            synchronized (ImageLoader.class)
            {
                if (mInstance == null)
                {
                    mInstance = new ImageLoader(1, Type.LIFO);
                }
            }
        }
        return mInstance;
    }

没啥说的，直接调用私有的构造方法，可以看到，默认传入了1（线程池中线程的数量），和LIFO（队列的工作方式）

private ImageLoader(int threadCount, Type type)
    {
        init(threadCount, type);
    }

    private void init(int threadCount, Type type)
    {
        // loop thread
        mPoolThread = new Thread()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    // 请求一个信号量
                    mSemaphore.acquire();
                } catch (InterruptedException e)
                {
                }
                Looper.prepare();

                mPoolThreadHander = new Handler()
                {
                    @Override
                    public void handleMessage(Message msg)
                    {
                        mThreadPool.execute(getTask());
                        try
                        {
                            mPoolSemaphore.acquire();
                        } catch (InterruptedException e)
                        {
                        }
                    }
                };
                // 释放一个信号量
                mSemaphore.release();
                Looper.loop();
            }
        };
        mPoolThread.start();

        // 获取应用程序最大可用内存
        int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
        int cacheSize = maxMemory / 8;
        mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize)
        {
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap value)
            {
                return value.getRowBytes() * value.getHeight();
            };
        };

        mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
        mPoolSemaphore = new Semaphore(threadCount);
        mTasks = new LinkedList<Runnable>();
        mType = type == null ? Type.LIFO : type;

    }

然后在私有构造里面调用了我们的init方法，在这个方法的开始就创建了mPoolThread这个子线程，在这个子线程中我们执行了Looper.prepare,初始化mPoolThreadHander，Looper.loop；如果看过上篇博客，一定知道，此时在这个子线程中维护了一个消息队列，且这个子线程会进入一个无限读取消息的循环中，而mPoolThreadHander这个handler发送的消息会直接发送至此线程中的消息队列。然后看mPoolThreadHander中handleMessage的方法，直接调用了getTask方法取出一个任务，然后放入线程池去执行。如果你比较细心，可能会发现里面还有一些信号量的操作的代码，如果你不了解什么是信号量，可以参考：Java 并发专题 ： Semaphore 实现 互斥 与 连接池 。 简单说一下mSemaphore（信号数为1）的作用，由于mPoolThreadHander实在子线程初始化的，所以我在初始化前调用了mSemaphore.acquire去请求一个信号量，然后在初始化完成后释放了此信号量，我为什么这么做呢？因为在主线程可能会立即使用到mPoolThreadHander，但是mPoolThreadHander是在子线程初始化的，虽然速度很快，但是我也不能百分百的保证，主线程使用时已经初始化结束，为了避免空指针异常，所以我在主线程需要使用的时候，是这么调用的：

/**
     * 添加一个任务
     *
     * @param runnable
     */
    private synchronized void addTask(Runnable runnable)
    {
        try
        {
            // 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null
            if (mPoolThreadHander == null)
                mSemaphore.acquire();
        } catch (InterruptedException e)
        {
        }
        mTasks.add(runnable);
        mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
    }

如果mPoolThreadHander没有初始化完成，则会去acquire一个信号量，其实就是去等待mPoolThreadHander初始化完成。如果对此感兴趣的，可以将关于mSemaphore的代码注释，然后在初始化mPoolThreadHander使用Thread.sleep去暂停1秒，就会发现这样的错误。

初始化结束，就会在getView中调用mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);方法了，所以我们去看loadImage方法吧

/**
     * 加载图片
     *
     * @param path
     * @param imageView
     */
    public void loadImage(final String path, final ImageView imageView)
    {
        // set tag
        imageView.setTag(path);
        // UI线程
        if (mHandler == null)
        {
            mHandler = new Handler()
            {
                @Override
                public void handleMessage(Message msg)
                {
                    ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;
                    ImageView imageView = holder.imageView;
                    Bitmap bm = holder.bitmap;
                    String path = holder.path;
                    if (imageView.getTag().toString().equals(path))
                    {
                        imageView.setImageBitmap(bm);
                    }
                }
            };
        }

        Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);
        if (bm != null)
        {
            ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
            holder.bitmap = bm;
            holder.imageView = imageView;
            holder.path = path;
            Message message = Message.obtain();
            message.obj = holder;
            mHandler.sendMessage(message);
        } else
        {
            addTask(new Runnable()
            {
                @Override
                public void run()
                {

                    ImageSize imageSize = getImageViewWidth(imageView);

                    int reqWidth = imageSize.width;
                    int reqHeight = imageSize.height;

                    Bitmap bm = decodeSampledBitmapFromResource(path, reqWidth,
                            reqHeight);
                    addBitmapToLruCache(path, bm);
                    ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
                    holder.bitmap = getBitmapFromLruCache(path);
                    holder.imageView = imageView;
                    holder.path = path;
                    Message message = Message.obtain();
                    message.obj = holder;
                    // Log.e("TAG", "mHandler.sendMessage(message);");
                    mHandler.sendMessage(message);
                    mPoolSemaphore.release();
                }
            });
        }

    }

这段代码比较长，当然也是比较核心的代码了

10-29行：首先将传入imageView设置了path，然在初始化了一个mHandler用于设置imageView的bitmap，注意此时在UI线程，也就是这个mHandler发出的消息，会在UI线程中调用。可以看到在handleMessage中，我们从消息中取出ImageView，bitmap，path；然后将path与imageView的tag进行比较，防止图片的错位，最后设置bitmap;

31行：我们首先去从LruCache中去查找是否已经缓存了此图片

32-40：如果找到了，则直接使用mHandler去发送消息，这里使用了一个ImgBeanHolder去封装了ImageView，Bitmap，Path这三个对象。然后更新执行handleMessage代码去更新UI

43-66行：如果没有存在缓存中，则创建一个Runnable对象作为任务，去执行addTask方法加入任务队列

49行：getImageViewWidth根据ImageView获取适当的图片的尺寸，用于后面的压缩图片，代码按顺序贴下下面

54行：会根据计算的需要的宽和高，对图片进行压缩。代码按顺序贴下下面

56行：将压缩后的图片放入缓存

58-64行，创建消息，使用mHandler进行发送，更新UI

/**
     * 根据ImageView获得适当的压缩的宽和高
     *
     * @param imageView
     * @return
     */
    private ImageSize getImageViewWidth(ImageView imageView)
    {
        ImageSize imageSize = new ImageSize();
        final DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext()
                .getResources().getDisplayMetrics();
        final LayoutParams params = imageView.getLayoutParams();

        int width = params.width == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
                .getWidth(); // Get actual image width
        if (width <= 0)
            width = params.width; // Get layout width parameter
        if (width <= 0)
            width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth"); // Check
                                                                    // maxWidth
                                                                    // parameter
        if (width <= 0)
            width = displayMetrics.widthPixels;
        int height = params.height == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
                .getHeight(); // Get actual image height
        if (height <= 0)
            height = params.height; // Get layout height parameter
        if (height <= 0)
            height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight"); // Check
                                                                        // maxHeight
                                                                        // parameter
        if (height <= 0)
            height = displayMetrics.heightPixels;
        imageSize.width = width;
        imageSize.height = height;
        return imageSize;

    }

/**
     * 根据计算的inSampleSize，得到压缩后图片
     *
     * @param pathName
     * @param reqWidth
     * @param reqHeight
     * @return
     */
    private Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(String pathName,
            int reqWidth, int reqHeight)
    {
        // 第一次解析将inJustDecodeBounds设置为true，来获取图片大小
        final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);
        // 调用上面定义的方法计算inSampleSize值
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth,
                reqHeight);
        // 使用获取到的inSampleSize值再次解析图片
        options.inJustDecodeBounds = false;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);

        return bitmap;
    }

接下来看AddTask的代码：

/**
     * 添加一个任务
     *
     * @param runnable
     */
    private synchronized void addTask(Runnable runnable)
    {
        try
        {
            // 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null
            if (mPoolThreadHander == null)
                mSemaphore.acquire();
        } catch (InterruptedException e)
        {
        }
        mTasks.add(runnable);
        mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
    }

可以看到，简单把任务放入任务队列，然后使用mPoolThreadHander发送一个消息到后台的loop中，后台的loop会取出消息执行：mThreadPool.execute(getTask());

execute执行的就是上面分析的Runnable中的run方法了。

注意一下：上述代码中还会看到mPoolSemaphore这个信号量的身影，说下用处；因为调用addTask之后，会直接去从任务队列取出一个任务，放入线程池，由于线程池内部其实也维持着一个队列，那么”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，直接加入线程池维护的队列中；这样会造成比如用户设置了调度队列为LIFO，但是由于”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，队列中始终维持在空队列的状态，所以让用户感觉LIFO根本没有效果；所以我按照用户设置线程池工作线程的数量设置了一个信号量，这样在保证任务执行完后，才会从任务队列去取任务，使得LIFO有着很好的效果；有兴趣的可以注释了所有的mPoolSemaphore代码，测试下就明白了。

到此代码基本介绍完毕。细节还是很多的，后面会附上源码，有兴趣的研究下代码，没有兴趣的，可以运行下代码，如果感觉流畅性不错，体验不错，可以作为工具类直接使用，使用也就getView里面一行代码。

贴一下效果图，我手机最多的文件夹大概3000张图片，加载速度还是相当相当流畅的：

真机录的，有点丢帧，注意看效果图，中间我疯狂拖动滚动条，但是图片基本还是瞬间显示的。

说一下，FIFO如果设置为这个模式，在控件中不做处理的话，用户拉的比较慢效果还是不错的，但是用户手机如果有个几千张，瞬间拉到最后，最后一屏图片的显示可能需要喝杯茶了~当然了，大家可以在控件中做处理，要么，拖动的时候不去加载图片，停在来再加载。或者，当手机抬起，给了一个很大的加速度，屏幕还是很快的滑动时停止加载，停下时加载图片。

LIFO这个模式可能用户体验会好很多，不管用户拉多块，最终停下来的那一屏图片都会瞬间显示~

最后掰一掰使用异步消息处理机制作为背后的子线程的好处，其实直接用一个子线程也可以实现，但是，这个子线程run中可能需要while(true）然后每隔200毫秒甚至更短的时间去查询任务队列是否有任务，没有则Thread.sleep，然后再去查询；这样如果长时间没有去添加任务，这个线程依然会不断的去查询；

而异步消息机制，只有在发送消息时才会去执行，当然更准确；当长时间没有任务到达时，也不会去查询，会一直阻塞在这；还有一点，这个机制Android内部实现的，怎么也比我们搞个Thread稳定性、效率高吧~

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