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面试官:啊?做了三年Android,子线程能不能更新 UI不知道

面试官:啊?做了三年Android,子线程能不能更新 UI不知道

作者: Android高级架构 | 来源:发表于2021-01-08 21:28 被阅读0次

    面试官:说说什么是 UI 线程?

    A:就是用来刷新 UI 所在的线程嘛

    面试官:多说点

    A:UI 是单线程刷新的,如果多个线程可以刷新 UI 就无所谓是不是 UI 线程了,单线程的好处是,UI 框架里不需要到处上锁,做线程同步,写起来也比较简单有效

    面试官:你说的这个 UI 线程,它到底是哪个线程?是主线程吗?

    A:拿 Activity 来说,我们在 Activity 里异步做完耗时操作,要刷新 UI 可以调用 Activity.runOnUiThread 方法,在 UI 线程中执行,那么我们看下这个方法自然就知道 UI 线程是哪个线程了。

    public final void runOnUiThread(Runnable action) {
        if (Thread.currentThread() != mUiThread) {
            mHandler.post(action);
        } else {
            action.run();
        }
    }
    

    这个方法会判断当前是不是在主线程,不是呢就通过 mHandler 抛到主线程去执行。 这个 mHandler 是 Activity 里的一个全局变量,在 Activity 创建的时候通过无参构造函数 new Handler() 一起创建了。

    因为是无参,所以创建时用的哪个线程,Handler 里的 Looper 用的就是哪个线程了。创建 Activity 是在应用的主线程,因此 mHandler.post 去执行的线程也是主线程。 刚也说 了,runOnUiThread 方法里,先判断是不是在 UI 线程,这个 mUiThread 又是什么时候赋值的呢,答案还在 Activity 的源码里

    final void attach(Context context, ...) {
     ...省略无关代码
     mUiThread = Thread.currentThread();
    }
    

    在 Activity.attach 方法里,我们把当前线程赋值给 mUiThread,那当前线程是什么线程呢,也是主线程。至于为什么创建 Activity 和 attach 都是主线程,那又是另外一个故事了 通过前面的分析,我们知道了,对于 Activity 来讲 UI 线程就是主线程

    面试官:所以你的结论是 UI 线程就是主线程?

    A:这是你说的,记住这个开发的时候不会错,但是不够准确。在子线程里刷新 UI 的时候会抛一个异常

    ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

    大意是只有最初始创建 View 层级关系的线程可以 touch view,这里指的也就是 ViewRootImpl 创建时所在的线程,严格来说这个线程不一定是主线程。这一点呢,读 View.post 方法也可以得到相同的结论。所以对于 View 来说,UI 线程就是 ViewRootImpl 创建时所在的线程,Activity 的 DecorView 对应的 ViewRootImpl 是在主线程创建的

    面试官:这个 ViewRootImpl 什么时候创建

    A:Activity 创建好之后,应用的主线程会调用 ActivityThread.handleResumeActivity,这个方法会把 Activity 的 DecorView 添加到 WindowManger 里,就是在这个时候创建的 ViewRootImpl

    面试官:那可以在异步线程刷新 View 吗?

    A:刚才我们说了,只要是 ViewRootImpl 创建的线程就可以 touch view,然后 WindowManger.addView 的时候又会去创建 ViewRootImpl,所以我们只要在子线程调用 WindowManger.addView,这个时候添加的这个 View,就只能在这个子线程刷新了,这个子线程就是这个 View 的 UI 线程了。

    面试官:好,我们再聊点别的

    子线程能不能更新 UI?

    从根源上分析,Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views 产生的条件以及原因, 其实就是:

    • checkThread() 调用的条件.
    • checkThread() 抛异常的原因.

    当我们明白以上的结论后,我会分析以下问题:

    1. Activity#onCreate()中使用子线程更新 TextView 内容崩不崩?
    2. ViewRootImpl初始化完成之后,我能在子线程更新 TextView 内容么?
    3. 走进 TextView.setText() , 找 requestLayout()invalidatecheckThread()的深层联系。

    checkThread() 什么情况下会被调用.

    通过对 checkThread() 执行 「alt + F7」发现:

    其中我们常用的就是 requestLayout()invalidate()

    其中的 invalidateChildInParent() 其实就是 invalidate()的调用结果。

    需要特别注意的是:

    即开启硬件加速的情况下,invalidate() 不会调用 checkThread()

    target API 级别为 14 及更高级别,则硬件加速默认处于启用状态

    基于以上分析, 得出结论:

    requestLayout() 和 未开启硬件加速时 invalidate() 的调用会触发 checkThread()

    checkThread()什么情况下会抛异常

    void checkThread() {
          if (mThread != Thread.currentThread()) {
              throw new CalledFromWrongThreadException(
                      "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
          }
      }
    

    出错的条件很明显,mThread调用者所在线程A和 checkThread()调用者所在线程B不一致。

    基于第一部分的分析,我们不难得出线程A 就是 ViewRootImpl 所在的线程。

    那其中的 mThread 是什么呢?那这个 mThread 就是主线程么? 通过对其执行ALT+ f7:

    发现mThreadViewRootImp 的构造方法中完成赋值,即ViewRootImp(...) 的调用者所在线程. 当我们继续ALT+ f7会发现无迹可寻。

    可能你对 ViewRootImp 较为陌生,有时间我会从 Activity启动流程出发,讲一讲ViewRootImp,另外,ViewRootImpWindow有着强烈的关系。

    先告诉大家一个较为上层的结论: ActivityThread#handleResumeActivity 所在的线程就是 ViewRootImp(...) 的调用者所在线程,即主线程。

    基于以上分析, 得出结论:

    View所在的线程要和 setContentView(R.layout.xxx)所在的线程不一致时,执行 checkThread() 会抛异常。

    好了,现在开始分析一下实际问题。

    Activity#onCreate()中使用子线程更新 TextView 内容崩不崩?

    分情况,情景一:

      override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
            super.onCreate(savedInstanceState)
            setContentView(R.layout.activity_main)
            val name = this.findViewById<TextView>(R.id.btn_question)
            thread(start = true) {
                val s: String = name.text.toString()
                name.text = "2222"
            }
        }
    

    不会崩。因为此时 ViewRootImp 并未完成实例化,更别说调用其实例方法 checkThread()了。

    情景二:

      override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
            super.onCreate(savedInstanceState)
            setContentView(R.layout.activity_main)
            val name = this.findViewById<TextView>(R.id.btn_question)
            thread(start = true) {
                val s: String = name.text.toString()
                Thread.sleep(3000)
                name.text = "2222"
            }
        }
    

    崩。因为此时 ViewRootImp 已经实例化完成,更新内容的过程中调用了实例方法 checkThread()

    ViewRootImpl初始化完成之后,我能在子线程更新TextView 内容么?

    能,当 ViewRootImplsetContentView(R.layout.xxx) 在同一子线程时。代码如下:

      private fun showDialogInNonMainThread() {
            thread(start = true, name = "non-ui-thread") {
                showTestDialog()
            }
        }
    
        private fun showTestDialog() {
            Looper.prepare();
            val questionDialog = TestDialog(this)
            questionDialog.show()
            Looper.loop();
        }
    
    class TestDialog(context: Context) : Dialog(context) {
    
        private val mTvTitle: TextView
    
        init {
            setContentView(R.layout.dialog_layout)
            mTvTitle = findViewById(R.id.tv_title)
            mTvTitle.text = "Zhug SniffTheRose"
        }
    }
    

    上面的示例就展示了在非主线程 non-ui-thread 中也能更新UI的场景。

    走进 TextView.setText(), 找 requestLayout()invalidatecheckThread()的深层联系

    TextView.setText()通过checkForRelayout()完成UI更新。

    @UnsupportedAppUsage
        private void checkForRelayout() {
            // If we have a fixed width, we can just swap in a new text layout
            // if the text height stays the same or if the view height is fixed.
    
            if ((mLayoutParams.width != LayoutParams.WRAP_CONTENT
                    || (mMaxWidthMode == mMinWidthMode && mMaxWidth == mMinWidth))
                    && (mHint == null || mHintLayout != null)
                    && (mRight - mLeft - getCompoundPaddingLeft() - getCompoundPaddingRight() > 0)) {
                // Static width, so try making a new text layout.
    
                int oldht = mLayout.getHeight();
                int want = mLayout.getWidth();
                int hintWant = mHintLayout == null ? 0 : mHintLayout.getWidth();
    
                /*
                 * No need to bring the text into view, since the size is not
                 * changing (unless we do the requestLayout(), in which case it
                 * will happen at measure).
                 */
                makeNewLayout(want, hintWant, UNKNOWN_BORING, UNKNOWN_BORING,
                              mRight - mLeft - getCompoundPaddingLeft() - getCompoundPaddingRight(),
                              false);
    
                if (mEllipsize != TextUtils.TruncateAt.MARQUEE) {
                    // In a fixed-height view, so use our new text layout.
                    if (mLayoutParams.height != LayoutParams.WRAP_CONTENT
                            && mLayoutParams.height != LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                        autoSizeText();
                        invalidate();
                        return;
                    }
    
                    // Dynamic height, but height has stayed the same,
                    // so use our new text layout.
                    if (mLayout.getHeight() == oldht
                            && (mHintLayout == null || mHintLayout.getHeight() == oldht)) {
                        autoSizeText();
                        invalidate();
                        return;
                    }
                }
    
                // We lose: the height has changed and we have a dynamic height.
                // Request a new view layout using our new text layout.
                requestLayout();
                invalidate();
            } else {
                // Dynamic width, so we have no choice but to request a new
                // view layout with a new text layout.
                nullLayouts();
                requestLayout();
                invalidate();
            }
        }
    

    我们可以发现,当 TextView 的宽高不发生变化时,只会调用 invalidate(), 结合本文前部分的结论,如果开启了硬件加速,就不会走 checkThrea() 所以就算在子线程,也不会崩溃。

    参考:

    https://juejin.cn/post/6915034015544115214

    https://mp.weixin.qq.com/s/B5zIMIR1rPT8euTK-spnbg

    https://juejin.cn/post/6844904147943178247

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