Android單線程模型相關概念詳解

我們今天將會在這篇文章中為大家詳細介紹有關android單線程模型的相關內容。希望初學者們可以通過本文介紹的內容對這一概念有一個充分的認識，並從中對這一系統有一個深刻的認識。

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當第一次啟動一個android程序時，android會自動創建一個稱為“main”主線程的線程。這個主線程（也稱為UI線程）很重要，因為它負責把事件分派到相應的控件，其中就包括屏幕繪圖事件，它同樣是用戶與Andriod控件交互的線程。比如，當你在屏幕上按下一個按鈕後，UI線程會把這個事件分發給剛按得那個按鈕，緊接著按鈕設置它自身為被按下狀態並向事件隊列發送一個無效（invalidate）請求。UI線程會把這個請求移出事件隊列並通知按鈕在屏幕上重新繪制自身。

Android單線程模型會在沒有考慮到它的影響的情況下引起android應用程序性能低下，因為所有的任務都在同一個線程中執行，如果執行一些耗時的操作，如訪問網絡或查詢數據庫，會阻塞整個用戶界面。當在執行一些耗時的操作的時候，不能及時地分發事件，包括用戶界面重繪事件。從用戶的角度來看，應用程序看上去像掛掉了。更糟糕的是，如果阻塞應用程序的時間過長（現在大概是5秒鐘）android會向用戶提示一些信息，即打開一個“應用程序沒有相應（application not responding）”的對話框。

如果你想知道這有多糟糕，寫一個簡單的含有一個按鈕的程序，並為按鈕注冊一個單擊事件，並在事件處理器中調用這樣的代碼Thread.sleep(2000)。在按下這個按鈕這後恢復按鈕的正常狀態之前，它會保持按下狀態大概2秒鐘。如果這樣的情況在你編寫的應用程序中發生，用戶的第一反應就是你的程序運行很慢。

現在你知道你應該避免在UI線程中執行耗時的操作，你很有可能會在後台線程或工作者線程中執行這些耗時的任務，這樣做是否正確呢？讓我們來看一個例子，在這個例子中按鈕的單擊事件從網絡上下載一副圖片並使用ImageVIEw來展現這幅圖片。代碼如下：

public void onClick( VIEw v ) {   
new Thread( new Runnable() {   
public void run() {   
Bitmap b = loadImageFromNetwork();   
mImageVIEw.setImageBitmap( b );   
}   
}).start();   
}   
public void onClick( VIEw v ) {  
new Thread( new Runnable() {  
public void run() {  
Bitmap b = loadImageFromNetwork();  
mImageVIEw.setImageBitmap( b );  
}   
}).start();  
} 

這段代碼好像很好地解決了你遇到的問題，因為它不會阻塞UI線程。很不幸，它違背了Android單線程模型：android UI操作並不是線程安全的並且這些操作必須在UI線程中執行。在這段代碼片段中，在一個工作者線程中使用ImageVIEw的方法，這回引起一些很古怪的問題。查處這個問題並修復這個bug會很困難而且也很耗時。

Andriod提供了幾種在其他線程中訪問UI線程的方法。或許你已經對其中的一些方式很熟悉，但下面是一個更全面的列表：

Activity.runOnUiThread( Runnable )   
VIEw.post( Runnable )   
VIEw.postDelayed( Runnable, long )   
Hanlder  

上面的任何一個類或方法都可以修復我們前面代碼中出現的問題。

public void onClick( VIEw v ) {   
new Thread( new Runnable() {   
public void run() {   
final Bitmap b = loadImageFromNetwork();   
mImageVIEw.post( new Runnable() {   
mImageVIEw.setImageBitmap( b );   
});   
}   
}).start();   
}   
public void onClick( VIEw v ) {  
new Thread( new Runnable() {  
public void run() {  
final Bitmap b = loadImageFromNetwork();  
mImageVIEw.post( new Runnable() {  
mImageVIEw.setImageBitmap( b );  
});  
}  
}).start();  
} 

很不幸的是這些類或方法同樣會使你的代碼很復雜很難理解。然而當你需要實現一些很復雜的操作並需要頻繁地更新UI時這會變得更糟糕。為了解決這個問題，android 1.5提供了一個工具類：AsyncTask，它使創建需要與用戶界面交互的長時間運行的任務變得更簡單。

在android 1.0和1.1中具有與AsyncTask相同功能的類UserTask。它提供了完全一樣的API，你需要做的只是把它的代碼拷貝的你的程序中。

AsyncTask的目標是替你管理你的線程。前面的代碼可以很容易地使用AsyncTask重寫。

public void onClick( VIEw v ) {   
new DownloadImageTask().execute
( "http://example.com/image.png" );   
}   
private class DownloadImageTask extends AsyncTask {   
protected Bitmap doInBackground( String... urls ) {   
return loadImageFormNetwork( urls[0] );   
}   
protected void onPostExecute( Bitmap result ) {   
mImageVIEw.setImageBitmap( result );   
}   
}   
public void onClick( VIEw v ) {  
new DownloadImageTask().execute
( "http://example.com/image.png" );  
}  
private class DownloadImageTask extends AsyncTask {  
protected Bitmap doInBackground( String... urls ) {  
return loadImageFormNetwork( urls[0] );  
}  
protected void onPostExecute( Bitmap result ) {  
mImageVIEw.setImageBitmap( result );  
}  
} 

正如你看到的，使用AsyncTask必須要繼承它。使用AsyncTask非常重要的是：AsyncTask的實例必須在UI線程中創建而且只能被使用一次。你可以使用預讀AsyncTask的文檔來來了解如何使用這個類，下面大概地了解一下它是如何工作的：

你可以使用泛型參數制定任務的參數、中間值（progress values）和任何的最終執行結果

doInBackground()方法會自動地在工作者線程中執行

onPreExecute()、onPostExecute()和onProgressUpdate()方法會在UI線程中被調用

doInBackground()方法的返回值會被傳遞給onPostExecute()方法

在doInBackground()方法中你可以調用publishProgress()方法，每一次調用都會使UI線程執行一次onProgressUpdate()方法

你可以在任何時候任何線程中取消這個任務

除了官方的文檔，你可以閱讀Shelves和Photostream源代碼中的幾個復雜的示例。我強烈地推薦閱讀Shelves的源代碼，它會使你知道如何在配置更改之間持久化任務以及在activity被銷毀時正確的取消任務。

不管是否使用AsyncTask，始終記住以下兩個關於Android單線程模型的准則：不要阻塞UI線程以及一切android UI操作都在UI線程中執行。AsyncTask僅僅是使你能夠更容易地遵守這兩條准則。