編輯：關於Android編程
在Android開發中，我們經常會遇到這樣一種情況：在UI界面上進行某項操作後要執行一段很耗時的代碼，比如我們在界面上點擊了一個”下載“按鈕，那麼我們需要執行網絡請求，這是一個耗時操作，因為不知道什麼時候才能完成。為了保證不影響UI線程，所以我們會創建一個新的線程去執行我們的耗時的代碼。當我們的耗時操作完成時，我們需要更新UI界面以告知用戶操作完成了。所以我們可能會寫出如下的代碼:
package ispring.com.testhandler;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {
private TextView statusTextView = null;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
btnDownload.setOnClickListener(this);
}
@Override
public void onClick(View v) {
DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
downloadThread.start();
}
class DownloadThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("開始下載文件");
//此處讓線程DownloadThread休眠5秒中，模擬文件的耗時過程
Thread.sleep(5000);
System.out.println("文件下載完成");
//文件下載完成後更新UI
MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下載完成");
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
上面的代碼演示了單擊”下載“按鈕後會啟動一個新的線程去執行實際的下載操作，執行完畢後更新UI界面。但是在實際運行到代碼MainActivity.this.statusTextView.setText(“文件下載完成”)時，會報錯如下，系統崩潰退出：
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
錯誤的意思是只有創建View的原始線程才能更新View。出現這樣錯誤的原因是Android中的View不是線程安全的，在Android應用啟動時，會自動創建一個線程，即程序的主線程，主線程負責UI的展示、UI事件消息的派發處理等等，因此主線程也叫做UI線程，statusTextView是在UI線程中創建的，當我們在DownloadThread線程中去更新UI線程中創建的statusTextView時自然會報上面的錯誤。Android的UI控件是非線程安全的，其實很多平台的UI控件都是非線程安全的，比如C#的.Net Framework中的UI控件也是非線程安全的，所以不僅僅在Android平台中存在從一個新線程中去更新UI線程中創建的UI控件的問題。不同的平台提供了不同的解決方案以實現跨線程跟新UI控件，Android為了解決這種問題引入了Handler機制。
那麼Handler到底是什麼呢？Handler是Android中引入的一種讓開發者參與處理線程中消息循環的機制。每個Hanlder都關聯了一個線程，每個線程內部都維護了一個消息隊列MessageQueue，這樣Handler實際上也就關聯了一個消息隊列。可以通過Handler將Message和Runnable對象發送到該Handler所關聯線程的MessageQueue（消息隊列）中，然後該消息隊列一直在循環拿出一個Message，對其進行處理，處理完之後拿出下一個Message，繼續進行處理，周而復始。當創建一個Handler的時候，該Handler就綁定了當前創建Hanlder的線程。從這時起，該Hanlder就可以發送Message和Runnable對象到該Handler對應的消息隊列中，當從MessageQueue取出某個Message時，會讓Handler對其進行處理。
Handler可以用來在多線程間進行通信，在另一個線程中去更新UI線程中的UI控件只是Handler使用中的一種典型案例，除此之外，Handler可以做很多其他的事情。每個Handler都綁定了一個線程，假設存在兩個線程ThreadA和ThreadB，並且HandlerA綁定了 ThreadA，在ThreadB中的代碼執行到某處時，出於某些原因，我們需要讓ThreadA執行某些代碼，此時我們就可以使用Handler，我們可以在ThreadB中向HandlerA中加入某些信息以告知ThreadA中該做某些處理了。由此可以看出，Handler是Thread的代言人，是多線程之間通信的橋梁，通過Handler，我們可以在一個線程中控制另一個線程去做某事。
Handler提供了兩種方式解決我們在本文一開始遇到的問題（在一個新線程中更新主線程中的UI控件），一種是通過post方法，一種是調用sendMessage方法。
a. 使用post方法，代碼如下：
package ispring.com.testhandler;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {
private TextView statusTextView = null;
//uiHandler在主線程中創建，所以自動綁定主線程
private Handler uiHandler = new Handler();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
btnDownload.setOnClickListener(this);
System.out.println("Main thread id " + Thread.currentThread().getId());
}
@Override
public void onClick(View v) {
DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
downloadThread.start();
}
class DownloadThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("DownloadThread id " + Thread.currentThread().getId());
System.out.println("開始下載文件");
//此處讓線程DownloadThread休眠5秒中，模擬文件的耗時過程
Thread.sleep(5000);
System.out.println("文件下載完成");
//文件下載完成後更新UI
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Runnable thread id " + Thread.currentThread().getId());
MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下載完成");
}
};
uiHandler.post(runnable);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
我們在Activity中創建了一個Handler成員變量uiHandler，Handler有個特點，在執行new Handler()的時候，默認情況下Handler會綁定當前代碼執行的線程，我們在主線程中實例化了uiHandler，所以uiHandler就自動綁定了主線程，即UI線程。當我們在DownloadThread中執行完耗時代碼後，我們將一個Runnable對象通過post方法傳入到了Handler中，Handler會在合適的時候讓主線程執行Runnable中的代碼，這樣Runnable就在主線程中執行了，從而正確更新了主線程中的UI。以下是輸出結果：
通過輸出結果可以看出，Runnable中的代碼所執行的線程ID與DownloadThread的線程ID不同，而與主線程的線程ID相同，因此我們也由此看出在執行了Handler.post(Runnable)這句代碼之後，運行Runnable代碼的線程與Handler所綁定的線程是一致的，而與執行Handler.post(Runnable)這句代碼的線程（DownloadThread）無關。
b. 使用sendMessage方法，代碼如下：
package ispring.com.testhandler;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {
private TextView statusTextView = null;
//uiHandler在主線程中創建，所以自動綁定主線程
private Handler uiHandler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what){
case 1:
System.out.println("handleMessage thread id " + Thread.currentThread().getId());
System.out.println("msg.arg1:" + msg.arg1);
System.out.println("msg.arg2:" + msg.arg2);
MainActivity.this.statusTextView.setText("文件下載完成");
break;
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
statusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusTextView);
Button btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
btnDownload.setOnClickListener(this);
System.out.println("Main thread id " + Thread.currentThread().getId());
}
@Override
public void onClick(View v) {
DownloadThread downloadThread = new DownloadThread();
downloadThread.start();
}
class DownloadThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try{
System.out.println("DownloadThread id " + Thread.currentThread().getId());
System.out.println("開始下載文件");
//此處讓線程DownloadThread休眠5秒中，模擬文件的耗時過程
Thread.sleep(5000);
System.out.println("文件下載完成");
//文件下載完成後更新UI
Message msg = new Message();
//雖然Message的構造函數式public的，我們也可以通過以下兩種方式通過循環對象獲取Message
//msg = Message.obtain(uiHandler);
//msg = uiHandler.obtainMessage();
//what是我們自定義的一個Message的識別碼，以便於在Handler的handleMessage方法中根據what識別
//出不同的Message，以便我們做出不同的處理操作
msg.what = 1;
//我們可以通過arg1和arg2給Message傳入簡單的數據
msg.arg1 = 123;
msg.arg2 = 321;
//我們也可以通過給obj賦值Object類型傳遞向Message傳入任意數據
//msg.obj = null;
//我們還可以通過setData方法和getData方法向Message中寫入和讀取Bundle類型的數據
//msg.setData(null);
//Bundle data = msg.getData();
//將該Message發送給對應的Handler
uiHandler.sendMessage(msg);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
通過Message與Handler進行通信的步驟是：
需要說明的是，如果在handleMessage中 不需要判斷Message類型，那麼就無須設置Message的what值；而且讓Message攜帶數據也不是必須的，只有在需要的時候才需要讓其攜帶數據；如果確實需要讓Message攜帶數據，應該盡量使用arg1或arg2或兩者，能用arg1和arg2解決的話就不要用obj，因為用arg1和arg2更高效。
程序的運行結果如下：
由上我們可以看出，執行handleMessage的線程與創建Handler的線程是同一線程，在本示例中都是主線程。執行handleMessage的線程與執行uiHandler.sendMessage(msg)的線程沒有關系。
本文主要是對Android中Handler的作用於如何使用進行了初步介紹，如果大家想了解Handler的內部實現原理，可以參見下一篇博文《深入源碼解析Android中的Handler,Message,MessageQueue,Looper》。
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