android非RxJava環境下使用Handler實現預加載

在進行Android客戶端界面開發時，我們常常會需要將從服務端獲取的數據展示到頁面布局上，由於數據顯示到布局的前置條件是頁面布局已初始化完成，否則會出現空指針異常，所以一般我們需要將網絡請求放在布局初始化完成之後。
傳統的頁面加載流程是：

問題：

如果加載的UI布局比較復雜，或者初始化邏輯執行的時間比較多，那麼網絡請求開始執行的時間就比較晚，最終完成頁面加載的時間就比較長。
如果頁面初始化和網絡加載能同時進行，等兩者都執行結束後，再在布局上展示網絡數據，這樣我們就可以縮短整個頁面的加載時間了。
所以，我們期望的頁面加載流程是：

這個流程我們稱之為：預加載

預加載的目標任務可以是一個網絡請求，也可以是其它一些耗時操作，例如：加載一張圖片到控件上展示
在實現預加載方案之前，我們需要了解一下Handler工作機制中的SyncBarrier概念，對Barrier概念了解可以看這篇文章中對“同步分割欄”的介紹， 此處我們簡單理解為：

在MessageQueue中添加一個特殊的msg，將這個msg作為一個標記，在這個標記被移除之前，當前MessageQueue隊列中排在它後面的其它（非async） 的message不會被handler處理。

我們可以先不理會什麼是 非async 的message，若需要了解更多，這篇文章中對“同步分割欄”的介紹中也有相關介紹。

利用這個特性，我們可以：

啟動一個HandlerThread來異步執行網絡請求
設置一個標記SyncBarrier，此後在message將一直在messageQueue中不被執行
網絡請求成功後，post一個任務來執行展示數據
布局初始化成功後，移除SyncBarrier
將展示數據的任務post到ui線程來執行
步驟3和步驟4的先後順序可以交換

其中，在android api 22及之前，設置標記SyncBarrier可以由

HandlerThread.getLooper().postSyncBarrier();

在android api 23以後，需要調用的方法為：

HandlerThread.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();

同樣的，移除標記的方法分別為：

HandlerThread.getLooper().removeSyncBarrier(token);
HandlerThread.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(token);

不幸的是：這些方法都是@hide的，無法直接調用。
幸運的是：我們還有反射

封裝工具類如下： PreLoader.java

import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Looper;
import android.os.MessageQueue;

import java.lang.reflect.Method;

/**
* 使用Handler方式實現的預加載
* @author billy.qi
*/
public class PreLoader {

 private int token;
 private Handler mainThreadHandler;//用於將結果處理的task放在主線程中執行
 private HandlerThread handlerThread;//提供一個異步線程來運行預加載任務
 private Handler handler;//預加載使用的handler

 private PreLoader(final Runnable task) {
 mainThreadHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
 handlerThread = new HandlerThread("pre-loader") {
  @Override
  protected void onLooperPrepared() {
  super.onLooperPrepared();
  handler = new Handler();
  handler.post(task);
  //設置同步分割,後面post進來的sync為true的message將暫停執行
  Looper looper = handlerThread.getLooper();
  if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.M) {
   postSyncBarrier(looper.getQueue());
  } else {
   postSyncBarrier(looper);
  }
  }
 };
 handlerThread.start();
 }

 /**
 * 開啟預加載
 * 比如:開始網絡請求(在HandlerThread中執行)
 * @param task 預加載任務
 */
 public static PreLoader preLoad(Runnable task) {
 return new PreLoader(task);
 }

 /**
 * 處理加載結果, 一般在預加載任務處理完成後調用
 * 由於有handler所在的messageQueue設置了同步分割(SyncBarrier),該task
 * @param task 在主線程中執行的任務
 */
 public void performResultTask(final Runnable task) {
 if (handler != null) {
  handler.post(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
   mainThreadHandler.post(task);
  }
  });
 }
 }

 /**
 * 可以開始執行預加載結果處理
 */
 public void readyToGetData() {
 Looper looper = handlerThread.getLooper();
 if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.M) {
  removeSyncBarrier(looper.getQueue());
 } else {
  removeSyncBarrier(looper);
 }
 }

 private void postSyncBarrier(Object obj) {
 try{
  Method method = MessageQueue.class.getMethod("postSyncBarrier");
  token = (int) method.invoke(obj);
 } catch(Exception e) {
  e.printStackTrace();
 }
 }

 private void removeSyncBarrier(Object obj) {
 try{
  Method method = MessageQueue.class.getMethod("removeSyncBarrier", int.class);
  method.invoke(obj, token);
 } catch(Exception e) {
  e.printStackTrace();
 }
 }

 public void destroy() {
 handlerThread.quit();
 handlerThread = null;
 handler = null;
 mainThreadHandler = null;
 }

}

在activity中使用實例：

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.widget.TextView;

public class PreLoaderActivity extends AppCompatActivity {

 private PreLoader preLoader;
 private TextView textView;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 preLoad();//啟動預加載
 //進行頁面布局加載及其它初始化工作
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_main);
 textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
 //布局初始化完成
 preLoader.readyToGetData();
 }

 private void preLoad() {
 //預加載的任務
 preLoader = PreLoader.preLoad(new Runnable() {
  //將得到的請求結果展示到布局控件上
  @Override
  public void run() {
  //模擬網絡請求耗時
  try {
   Thread.sleep(500);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  final String result = "result";
  //在UI線程執行的顯示任務
  preLoader.performResultTask(new Runnable() {
   //將得到的請求結果展示到布局控件上
   @Override
   public void run() {
   textView.setText(result);
   }
  });
  }
 });
 }

 @Override
 protected void onDestroy() {
 super.onDestroy();
 //在onDestroy()中進行銷毀
 preLoader.destroy();
 }
}

通過預加載，讓一部分異步任務提前執行，可以用來提高整體速度。
以上都是以網絡請求作為預加載的目的，它同時還可以用來預加載圖片、預加載文件、讀取數據庫等；
除了預加載外，還可以用來作為多個任務並行，並全部執行完之後，再執行另一個任務對之前所有任務執行的結果進行處理。

總結：
在多線程開發時，經常會遇到以下情況：

任務A、任務B(甚至更多任務)是任務C的充要條件，為了提高效率，我們希望AB同時執行，當AB都完成之後，開始執行任務C。
這種情況下我們可以用這種方式來解決。

最後，源碼下載地址