《Learning Android中文版》学习笔记06.7

6.7 Android的线程机制

一个线程就是一个连续的指令序列。每个CPU一次只能处理一条指令，不过大部分操作系统都支持在单个CPU中轮流执行多个线程，也支持在多个CPU中同时执行多个线程。不同的线程拥有不同的优先级，操作系统以此为依据，安排线程的调度。

Android操作系统建基于Linux，这就获得了多线程的支持。作为开发者要开发正确的程序，就需要对应用程序使用线程的方法有所了解。

6.7.1. 单线程执行

Android程序默认运行在单线程之下。单线程顺序执行所有的操作，这一操作完成之前，下一个操作绝不会执行。这一行为被称作“阻塞”(blocking)。

图 6.8. 单线程执行

图 6.8. 单线程执行

这个线程也被称作UI线程，意思是程序中用户界面的相关操作都在这里执行。除处理所有UI元素的渲染之外，事件的响应也由它负责。比如触摸屏幕、点击按钮等等。图6.8 "单线程执行"展示了在只有一个UI线程时，代码的执行过程。

让StatusActivity在单线程中运行会遇到一个问题，那就是执行网络操作时，用户界面会响应不灵。这是因为阻塞在网络操作上的时间是不可预知的。我们不知道用户的网络接入方式是快速的WiFi，还是慢速的GPRS，因此在调用twitter.updateStatus()时，必须考虑延时的问题。

Note:
程序若长时间无响应(一般是五秒)，Android系统会自动弹出一个对话框，询问是否将该程序所在的进程杀死。这个对话框就是Application Not Responding(应用程序无响应)，简称ANR。如 图6.9 "Application Not Responding对话框"。

图 6.9. Application Not Responding对话框

图 6.9. Application Not Responding对话框

6.7.2. 多线程执行

与在单线程中阻塞相比，更好的做法是让程序运行在多个线程之中。系统负责分配CPU时间，几个线程仿佛在同一时刻同时运行。这样可以避免某线程独占计算资源。

图 6.10. 多线程执行

图 6.10. 多线程执行

在例子中，我们将网络操作的相关代码放到独立的线程里面。这样我们的主线程可以避免阻塞在网络操作上，用户界面不会响应不灵。按惯例，我们一般认为主线程是运行于前台，而其它的线程都是运行于后台。这是因为前端的用户界面运行于主线程。但在调度上，它们都是平等的。图 6.10 "多线程执行" 展示了拥有两个线程——UI线程和一个辅助线程——的时候，代码的执行过程。

使用多线程的方法有很多，Java的Thread类是其中之一。使用Thread类，就是使用Java的原生特性。

缺点：
但这里有一点，那就是Java线程不可以直接访问其它线程的私有数据，比如UI线程中的控件。这样设计可以避免一些同步问题。比如UI线程若在执行中，就并不希望其它线程来扰乱自己的状态。

为弥补这点不足，也作为Java标准的线程机制的补充，Android提供了一个AsyncTask类。

6.7.3. AsyncTask

既要避免长时间的阻塞，又要访问UI线程的私有数据，那该怎么办？使用Android内置的AsyncTask(异步任务)机制。要使用它，我们需要创建一个AsyncTask的子类，并覆盖doInBackground()与onPostExecute()两个方法。这两个方法里面分别对应后台执行的相关代码：任务进行时的操作，以及任务完成时的操作。

例6.5是使用AsyncTask修改过的代码，实现异步发布到服务端。它的开头部分与例6.3相似，不同在于它是使用了异步任务，不会阻塞在网络操作上。

例 6.5. StatusActivity.java, version 2

package com.marakana.yamba1;

import winterwell.jtwitter.Twitter;
import winterwell.jtwitter.TwitterException;
import android.app.Activity;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;

import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;

import android.widget.Toast;

public class StatusActivity2 extends Activity implements OnClickListener {
  private static final String TAG = "StatusActivity";
  EditText editText;
  Button updateButton;
  Twitter twitter;

  /** Called when the activity is first created. */
  @Override
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.status);

    // Find views
    editText = (EditText) findViewById(R.id.editText);
    updateButton = (Button) findViewById(R.id.buttonUpdate);
    updateButton.setOnClickListener(this);

    twitter = new Twitter("student", "password");
    twitter.setAPIRootUrl("http://yamba.marakana.com/api");
  }

  // Asynchronously posts to twitter
  class PostToTwitter extends AsyncTask<String, Integer, String> { // http://dev.icybear.net/learning-android-cn/images/1.png
    // Called to initiate the background activity
    @Override
    protected String doInBackground(String... statuses) { // http://dev.icybear.net/learning-android-cn/images/2.png
      try {
        Twitter.Status status = twitter.updateStatus(statuses[0]);
        return status.text;
      } catch (TwitterException e) {
        Log.e(TAG, e.toString());
        e.printStackTrace();
        return "Failed to post";
      }
    }

    // Called when there's a status to be updated
    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) { // http://dev.icybear.net/learning-android-cn/images/3.png
      super.onProgressUpdate(values);
      // Not used in this case
    }

    // Called once the background activity has completed
    @Override
    protected void onPostExecute(String result) { // http://dev.icybear.net/learning-android-cn/images/4.png
      Toast.makeText(StatusActivity2.this, result, Toast.LENGTH_LONG).show();
    }

  }

  // Called when button is clicked
  public void onClick(View v) {
    String status = editText.getText().toString();
    new PostToTwitter().execute(status); // http://dev.icybear.net/learning-android-cn/images/5.png
    Log.d(TAG, "onClicked");
  }
}

PostToTwitter是StatusActivity的内部类，也是AsyncTask的子类。留意其中对泛型的使用，通过三个类型参数，决定了后面函数的类型：第一个类型参数与doInBackground()相关，第二个与onPostExecute()相关，第三个与onPostExecute()相关。

doInBackground()是个回调方法，表示异步执行的网络操作，就像执行在后台一样。它的参数String...来自前面声明中的第一个类型参数，后面的三个.表示它接纳多个字符串作为参数，即使只用到一个字符串也必须如此。

onProgressUpdate()在任务进度更新时触发，其中的“进度”由doInBackground()负责更新。一个应用样例是，下载工具显示已完成的百分比。但在这里没有显示进度信息的必要，因此留空。

onPostExecute()在任务完成时触发。我们可以在这个回调方法里面更新用户界面，显示任务完成。这里使用了Android的Toast机制，在屏幕上弹出一条消息。创建Toast的静态方法是makeText()，但在创建一条Toast消息之后，还需要调用show()才能显示出来，对这点需要小心。另外onPostExecute()方法参数的类型与前面的第三个类型参数相关。

设置AsyncTask完毕，接下来使用它：简单创建一个实例，然后调用execute()即可。它的参数会原样传给doInBackground()。留意，这是个可变参数，因此单个字符串会被转化为字符串数组的形式。

到这里用户只要单击Upate Status按钮，Activity即可隐式地创建出一个独立的线程，在里面执行异步任务中的网络操作。到任务结束时，AsyncTask会弹出一个Toast显示任务的成功与否。这样可以避免应用程序长时间的阻塞，也可以避免用户见到讨厌的Application Not Responding: Force Close or Wait对话框，如 图6.9 "Application Not Responding对话框"。到现在，我们程序的执行效果如 图 6.11 "StatusActivity, 1"。

图 6.11. StatusActivity, 1

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