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Handler、AsyncTask 有啥区别和注意事项?

Handler、AsyncTask 有啥区别和注意事项?

作者: 爱码士 | 来源:发表于2017-10-20 09:07 被阅读26次

    本文出自 “爱码士” 简书博客,转载或引用请注明出处。

    AsyncTask实现的原理,和适用的优缺点

    AsyncTask,是android提供的轻量级的异步类,可以直接继承AsyncTask,在类中实现异步操作,并提供接口反馈当前异步执行的程度(可以通过接口实现UI进度更新),最后反馈执行的结果给UI主线程.

    使用的优点:
    简单,快捷,过程可控
    使用的缺点:
    在使用多个异步操作和并需要进行Ui变更时,就变得复杂起来.
    最大并发数不超过5

    Handler异步实现的原理和适用的优缺点(原理分析在下方)

    在Handler 异步实现时,涉及到 Handler, Looper, Message,Thread四个对象,实现异步的流程是主线程启动Thread(子线程)àthread(子线程)运行并生成Message-àLooper获取Message并传递给HandleràHandler逐个获取Looper中的Message,并进行UI变更。

    使用的优点:
    结构清晰,功能定义明确
    对于多个后台任务时,简单,清晰
    使用的缺点:
    在单个后台异步处理时,显得代码过多,结构过于复杂(相对性)

    AsyncTask介绍

    AsyncTask比Handler更轻量级一些,适用于简单的异步处理。

    首先明确Android之所以有Handler和AsyncTask,都是为了不阻塞主线程(UI线程),且UI的更新只能在主线程中完成,因此异步处理是不可避免的。

    Android为了降低这个开发难度,提供了AsyncTask。AsyncTask就是一个封装过的后台任务类,顾名思义就是异步任务。

    AsyncTask直接继承于Object类,位置为android.os.AsyncTask。要使用AsyncTask工作我们要提供三个泛型参数,并重载几个方法(至少重载一个)。

    AsyncTask定义了三种泛型类型 Params,Progress和Result。

    Params 启动任务执行的输入参数,比如HTTP请求的URL。

    Progress 后台任务执行的百分比。

    Result 后台执行任务最终返回的结果,比如String。

    使用过AsyncTask 的同学都知道一个异步加载数据最少要重写以下这两个方法:

    doInBackground(Params…) 后台执行,比较耗时的操作都可以放在这里。注意这里不能直接操作UI。此方法在后台线程执行,完成任务的主要工作,通常需要较长的时间。在执行过程中可以调用publicProgress(Progress…)来更新任务的进度。

    onPostExecute(Result) 相当于Handler 处理UI的方式,在这里面可以使用在doInBackground 得到的结果处理操作UI。 此方法在主线程执行,任务执行的结果作为此方法的参数返回

    有必要的话你还得重写以下这三个方法,但不是必须的:

    onProgressUpdate(Progress…) 可以使用进度条增加用户体验度。 此方法在主线程执行,用于显示任务执行的进度。

    onPreExecute() 这里是最终用户调用Excute时的接口,当任务执行之前开始调用此方法,可以在这里显示进度对话框。

    onCancelled() 用户调用取消时,要做的操作

    使用AsyncTask类,以下是几条必须遵守的准则:

    Task的实例必须在UI thread中创建;

    execute方法必须在UI thread中调用;

    不要手动的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result),doInBackground(Params...), onProgressUpdate(Progress...)这几个方法;

    该task只能被执行一次,否则多次调用时将会出现异常;

    Handler 异步消息处理机制原理解析

    1、概述

    Handler 、 Looper 、Message 这三者都与Android异步消息处理线程相关的概念。那么什么叫异步消息处理线程呢?
    异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体之中,每循环一次,从其内部的消息队列中取出一个消息,然后回调相应的消息处理函数,执行完成一个消息后则继续循环。若消息队列为空,线程则会阻塞等待。

    2、源码解析
    1、Looper

    对于Looper主要是prepare()和loop()两个方法。
    首先看prepare()方法

    public static void prepare() {
            prepare(true);
        }
    
    /**
     * UI线程调用
     */
    public static void prepareMainLooper() {
            prepare(false);
            synchronized (Looper.class) {
                if (sMainLooper != null) {
                    throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
                }
                sMainLooper = myLooper();
            }
        }
    
     private static void prepare(boolean quitAllowed) {
            if (sThreadLocal.get() != null) {
                throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
            }
            sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
        }
    

    sThreadLocal是一个ThreadLocal对象,可以在一个线程中存储变量。可以看到,源码中将一个Looper的实例放入了ThreadLocal,并且判断了sThreadLocal是否为null,否则抛出异常。这也就说明了Looper.prepare()方法不能被调用两次,同时也保证了一个线程中只有一个Looper实例~相信有些哥们一定遇到这个错误。

    static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
    

    下面看Looper的构造方法:

    private Looper(boolean quitAllowed) {
            mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
            mThread = Thread.currentThread();
        }
    

    在构造方法中,创建了一个MessageQueue(消息队列)。
    然后我们看loop()方法:

    public static void loop() {
            final Looper me = myLooper();
            if (me == null) {
                throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
            }
            final MessageQueue queue = me.mQueue;
    
            // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
            // and keep track of what that identity token actually is.
            Binder.clearCallingIdentity();
            final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
    
            for (;;) {
                Message msg = queue.next(); // might block
                if (msg == null) {
                    // No message indicates that the message queue is quitting.
                    return;
                }
    
                // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
                final Printer logging = me.mLogging;
                if (logging != null) {
                    logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                            msg.callback + ": " + msg.what);
                }
    
                final long traceTag = me.mTraceTag;
                if (traceTag != 0 && Trace.isTagEnabled(traceTag)) {
                    Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg));
                }
                try {
                    msg.target.dispatchMessage(msg);
                } finally {
                    if (traceTag != 0) {
                        Trace.traceEnd(traceTag);
                    }
                }
    
                if (logging != null) {
                    logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
                }
    
                // Make sure that during the course of dispatching the
                // identity of the thread wasn't corrupted.
                final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
                if (ident != newIdent) {
                    Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
                            + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
                            + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
                            + msg.target.getClass().getName() + " "
                            + msg.callback + " what=" + msg.what);
                }
    
                msg.recycleUnchecked();
            }
        }
    
    public static @Nullable Looper myLooper() {
            return sThreadLocal.get();
        }
    

    final Looper me = myLooper();\\方法直接返回了sThreadLocal存储的Looper实例,如果me为null则抛出异常,也就是说looper方法必须在prepare方法之后运行。

    final MessageQueue queue = me.mQueue;\\拿到该looper实例中的mQueue(消息队列)。

    for (;;) {......}\\进入了我们所说的无限循环。
    Message msg = queue.next(); //取出一条消息,如果没有消息则阻塞。

    使用调用 msg.target.dispatchMessage(msg);把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理。Msg的target是什么呢?其实就是handler对象,下面会进行分析。
    msg.recycleUnchecked();\\释放消息占据的资源。

    Looper主要作用:
    1、 与当前线程绑定,保证一个线程只会有一个Looper实例,同时一个Looper实例也只有一个MessageQueue。
    2、 loop()方法,不断从MessageQueue中去取消息,交给消息的target属性的dispatchMessage去处理。
    好了,我们的异步消息处理线程已经有了消息队列(MessageQueue),也有了在无限循环体中取出消息的哥们,现在缺的就是发送消息的对象了,于是乎:Handler登场了。

    2、Handler

    使用Handler之前,我们都是初始化一个实例,比如用于更新UI线程,我们会在声明的时候直接初始化,或者在onCreate中初始化Handler实例。所以我们首先看Handler的构造方法,看其如何与MessageQueue联系上的,它在子线程中发送的消息(一般发送消息都在非UI线程)怎么发送到MessageQueue中的。

    public Handler() {
            this(null, false);
        }
    
    public Handler(Callback callback, boolean async) {
            if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
                final Class<? extends Handler> klass = getClass();
                if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                        (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                    Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                        klass.getCanonicalName());
                }
            }
    
            mLooper = Looper.myLooper();
            if (mLooper == null) {
                throw new RuntimeException(
                    "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
            }
            mQueue = mLooper.mQueue;
            mCallback = callback;
            mAsynchronous = async;
        }
    

    通过Looper.myLooper()获取了当前线程保存的Looper实例mLooper,然后又获取了这个Looper实例中保存的MessageQueue(消息队列)-->mQueue = mLooper.mQueue;这样就保证了handler的实例与我们Looper实例中MessageQueue关联上了。

    然后看我们最常用的sendMessage方法

    public final boolean sendMessage(Message msg)
        {
            return sendMessageDelayed(msg, 0);
        }
    
    public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
        {
            if (delayMillis < 0) {
                delayMillis = 0;
            }
            return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
        }
    
    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
            MessageQueue queue = mQueue;
            if (queue == null) {
                RuntimeException e = new RuntimeException(
                        this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
                Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
                return false;
            }
            return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
        }
    
    private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
            msg.target = this;
            if (mAsynchronous) {
                msg.setAsynchronous(true);
            }
            return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
        }
    

    enqueueMessage中首先为meg.target赋值为this,【如果大家还记得Looper的loop方法会取出每个msg然后交给msg,target.dispatchMessage(msg)去处理消息】,也就是把当前的handler作为msg的target属性。最终会调用queue的enqueueMessage的方法,也就是说handler发出的消息,最终会保存到消息队列中去。

    现在已经很清楚了Looper会调用prepare()和loop()方法,在当前执行的线程中保存一个Looper实例,这个实例会保存一个MessageQueue对象,然后当前线程进入一个无限循环中去,不断从MessageQueue中读取Handler发来的消息。然后再回调创建这个消息的handler中的dispathMessage方法,下面我们赶快去看一看这个方法:

    public void dispatchMessage(Message msg) {
            if (msg.callback != null) {
                handleCallback(msg);
            } else {
                if (mCallback != null) {
                    if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                        return;
                    }
                }
                handleMessage(msg);
            }
        }
    

    可以看到,调用了handleMessage方法,下面我们去看这个方法:

    public void handleMessage(Message msg) {
        }
    

    可以看到这是一个空方法,为什么呢,因为消息的最终回调是由我们控制的,我们在创建handler的时候都是复写handleMessage方法,然后根据msg.what进行消息处理。

    例如:

    private Handler handler = new Handler()
        {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg)
            {
                
            }
        };
    

    到此,这个流程已经解释完毕,让我们首先总结一下
    1、首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例,然后该实例中保存一个MessageQueue对象;因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次,所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。
    2、Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环,不端从MessageQueue的实例中读取消息,然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
    3、Handler的构造方法,会首先得到当前线程中保存的Looper实例,进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。
    4、Handler的sendMessage方法,会给msg的target赋值为handler自身,然后加入MessageQueue中。
    5、在构造Handler实例时,我们会重写handleMessage方法,也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。
    好了,总结完成,大家可能还会问,那么在Activity中,我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法,为啥Handler可以成功创建呢,这是因为在Activity的启动代码中,已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法。

    参考:

    《安卓开发艺术探索》
    Android异步消息处理机制完全解析,带你从源码的角度彻底理解

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