Android中子線程真的不能更新UI嗎？

Android的UI訪問是沒有加鎖的，這樣在多個線程訪問UI是不安全的。所以Android中規定只能在UI線程中訪問UI。

但是有沒有極端的情況？使得我們在子線程中訪問UI也可以使程序跑起來呢？接下來我們用一個例子去證實一下。

新建一個工程，activity_main.xml布局如下所示：

很簡單，只是添加了一個居中的TextView

MainActivity代碼如下所示：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView main_tv;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        main_tv = (TextView) findViewById(R.id.main_tv);

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                main_tv.setText("子線程中訪問");
            }
        }).start();

    }

}

也是很簡單的幾行，在onCreate方法中創建了一個子線程，並進行UI訪問操作。

點擊運行。你會發現即使在子線程中訪問UI，程序一樣能跑起來。結果如下所示：

咦，那為嘛以前在子線程中更新UI會報錯呢？難道真的可以在子線程中訪問UI？

先不急，這是一個極端的情況，修改MainActivity如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView main_tv;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        main_tv = (TextView) findViewById(R.id.main_tv);

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                main_tv.setText("子線程中訪問");
            }
        }).start();

    }

}

讓子線程睡眠200毫秒，醒來後再進行UI訪問。

結果你會發現，程序崩了。這才是正常的現象嘛。拋出了如下很熟悉的異常：

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:6581)
at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)

……

作為一名開發者，我們應該認真閱讀一下這些異常信息，是可以根據這些異常信息來找到為什麼一開始的那種情況可以訪問UI的。那我們分析一下異常信息：

首先，從以下異常信息可以知道

at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:6581)

這個異常是從android.view.ViewRootImpl的checkThread方法拋出的。

這裡順便鋪墊一個知識點：ViewRootImpl是ViewRoot的實現類。

那現在跟進ViewRootImpl的checkThread方法瞧瞧，源碼如下：

void checkThread() {
    if (mThread != Thread.currentThread()) {
        throw new CalledFromWrongThreadException(
                "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
    }
}

只有那麼幾行代碼而已的，而mThread是主線程，在應用程序啟動的時候，就已經被初始化了。

由此我們可以得出結論：
在訪問UI的時候，ViewRoot會去檢查當前是哪個線程訪問的UI，如果不是主線程，那就會拋出如下異常：

Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views

這好像並不能解釋什麼？繼續看到異常信息

at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)

那現在就看看requestLayout方法，

@Override
public void requestLayout() {
    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
        checkThread();
        mLayoutRequested = true;
        scheduleTraversals();
    }
}

這裡也是調用了checkThread()方法來檢查當前線程，咦？除了檢查線程好像沒有什麼信息。那再點進scheduleTraversals()方法看看

void scheduleTraversals() {
    if (!mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = true;
        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
        mChoreographer.postCallback(
                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
        if (!mUnbufferedInputDispatch) {
            scheduleConsumeBatchedInput();
        }
        notifyRendererOfFramePending();
        pokeDrawLockIfNeeded();
    }
}

注意到postCallback方法的的第二個參數傳入了很像是一個後台任務。那再點進去

final class TraversalRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        doTraversal();
    }
}

找到了，那麼繼續跟進doTraversal()方法。

void doTraversal() {
    if (mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = false;
        mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);

        if (mProfile) {
            Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
        }

        performTraversals();

        if (mProfile) {
            Debug.stopMethodTracing();
            mProfile = false;
        }
    }
}

可以看到裡面調用了一個performTraversals()方法，View的繪制過程就是從這個performTraversals方法開始的。PerformTraversals方法的代碼有點長就不貼出來了，如果繼續跟進去就是學習View的繪制了。而我們現在知道了，每一次訪問了UI，Android都會重新繪制View。這個是很好理解的。

分析到了這裡，其實異常信息對我們幫助也不大了，它只告訴了我們子線程中訪問UI在哪裡拋出異常。
而我們會思考：當訪問UI時，ViewRoot會調用checkThread方法去檢查當前訪問UI的線程是哪個，如果不是UI線程則會拋出異常，這是沒問題的。但是為什麼一開始在MainActivity的onCreate方法中創建一個子線程訪問UI，程序還是正常能跑起來呢？？
唯一的解釋就是執行onCreate方法的那個時候ViewRootImpl還沒創建，無法去檢查當前線程。

那麼就可以這樣深入進去。尋找ViewRootImpl是在哪裡，是什麼時候創建的。好，繼續前進

在ActivityThread中，我們找到handleResumeActivity方法，如下：

final void handleResumeActivity(IBinder token,
        boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume) {
    // If we are getting ready to gc after going to the background, well
    // we are back active so skip it.
    unscheduleGcIdler();
    mSomeActivitiesChanged = true;

    // TODO Push resumeArgs into the activity for consideration
    ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);

    if (r != null) {
        final Activity a = r.activity;

        //代碼省略

            r.activity.mVisibleFromServer = true;
            mNumVisibleActivities++;
            if (r.activity.mVisibleFromClient) {
                r.activity.makeVisible();
            }
        }

      //代碼省略    
}

可以看到內部調用了performResumeActivity方法，這個方法看名字肯定是回調onResume方法的入口的，那麼我們還是跟進去瞧瞧。

public final ActivityClientRecord performResumeActivity(IBinder token,
        boolean clearHide) {
    ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
    if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Performing resume of " + r
            + " finished=" + r.activity.mFinished);
    if (r != null && !r.activity.mFinished) {
    //代碼省略
            r.activity.performResume();

    //代碼省略

    return r;
}

可以看到r.activity.performResume()這行代碼，跟進 performResume方法，如下：

final void performResume() {
    performRestart();

    mFragments.execPendingActions();

    mLastNonConfigurationInstances = null;

    mCalled = false;
    // mResumed is set by the instrumentation
    mInstrumentation.callActivityOnResume(this);

    //代碼省略

}

Instrumentation調用了callActivityOnResume方法，callActivityOnResume源碼如下：

public void callActivityOnResume(Activity activity) {
    activity.mResumed = true;
    activity.onResume();

    if (mActivityMonitors != null) {
        synchronized (mSync) {
            final int N = mActivityMonitors.size();
            for (int i=0; i<n; activitymonitor="" am="mActivityMonitors.get(i);" final="" pre="">

找到了，activity.onResume()。這也證實了，performResumeActivity方法確實是回調onResume方法的入口。

那麼現在我們看回來handleResumeActivity方法，執行完performResumeActivity方法回調了onResume方法後， 會來到這一塊代碼：

r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
    r.activity.makeVisible();
}

activity調用了makeVisible方法，這應該是讓什麼顯示的吧，跟進去探探。

void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}

往WindowManager中添加DecorView，那現在應該關注的就是WindowManager的addView方法了。而WindowManager是一個接口來的，我們應該找到WindowManager的實現類才行，而WindowManager的實現類是WindowManagerImpl。這個和ViewRoot是一樣，就是名字多了個impl。

找到了WindowManagerImpl的addView方法，如下：

@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    applyDefaultToken(params);
    mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
}

裡面調用了WindowManagerGlobal的addView方法，那現在就鎖定 WindowManagerGlobal的addView方法：

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {

    //代碼省略  


    ViewRootImpl root;
    View panelParentView = null;

    //代碼省略

        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

        view.setLayoutParams(wparams);

        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
    }

    // do this last because it fires off messages to start doing things
    try {
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
        synchronized (mLock) {
            final int index = findViewLocked(view, false);
            if (index >= 0) {
                removeViewLocked(index, true);
            }
        }
        throw e;
    }
}

終於擊破，ViewRootImpl是在WindowManagerGlobal的addView方法中創建的。

回顧前面的分析，總結一下： ViewRootImpl的創建在onResume方法回調之後，而我們一開篇是在onCreate方法中創建了子線程並訪問UI，在那個時刻，ViewRootImpl是沒有創建的，無法檢測當前線程是否是UI線程，所以程序沒有崩潰一樣能跑起來，而之後修改了程序，讓線程休眠了200毫秒後，程序就崩了。很明顯200毫秒後ViewRootImpl已經創建了，可以執行checkThread方法檢查當前線程。

這篇博客的分析如題目一樣，Android中子線程真的不能更新UI嗎？在onCreate方法中創建的子線程訪問UI是一種極端的情況，這個不仔細分析源碼是不知道的。我是最近看了一個面試題，才發現這個。

從中我也學習到了從異常信息中跟進源碼尋找答案，你呢？