《Android》『Multi – Threads』- 實現多執行緒的三種方式 (Post、Handler、AsyncTask)
《Android Developers 參考文獻》
《簡單介紹》
在撰寫 Android 程式的過程中，常常會碰到一些需要快速更新 UI 介面的功能需求，這時候如果我們直接將更新 UI 的程式寫在主執行緒上，會發現 UI 一動也不動，直到所有運算處理完，才顯示最後的 UI 變動結果，若是運算的量再稍微大一點，甚至會產生 ANR(Application is Not Responding) 的對話框。
這是因為主執行緒會優先處理邏輯運算的關係，但是也只有主執行緒才能更新 UI，因此為了不讓畫面卡住，在處理這種需要大量更新 UI 的需求的時候，我們通常會透過新增子執行緒的方式來處理邏輯運算，並在處理完成的不同階段，再通知主執行緒更新 UI，避免程式出問題。
《程式範例》
這邊直接透過程式碼片段，來說明實現多執行緒的幾種方式。
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical"> <Button android:id="@+id/btANR" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="onANRClick" android:text="ANR Click" /> <TextView android:id="@+id/tvANR" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="ANR Click" /> <Button android:id="@+id/btUiThread" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="onUiThreadClick" android:text="UI Thread Click" /> <TextView android:id="@+id/tvUiThread" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="UI Thread"/> <Button android:id="@+id/btViewPost" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="onViewPostClick" android:text="View Post Click" /> <TextView android:id="@+id/tvViewPost" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="View Post"/> <Button android:id="@+id/btHandler" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="onHandlerClick" android:text="Handler Click" /> <TextView android:id="@+id/tvHandler" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="Handler"/> <Button android:id="@+id/btAsyncTask" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="onAsyncTaskClick" android:text="AsyncTask Click" /> <ProgressBar android:id="@+id/progressBar" style="@android:style/Widget.ProgressBar.Horizontal" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:max="100" android:progress="0" /> <TextView android:id="@+id/tvAsyncTask" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="AsyncTask" /> </LinearLayout> |
main_activity.xml
首先我們先定義了一個包含五個按鈕的介面，分別代表不同的執行緒實作方式。
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package ... import ... public class MainActivity extends AppCompatActivity { . . . @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main_activity); tvANR = (TextView) findViewById(R.id.tvANR); tvUiThread = (TextView) findViewById(R.id.tvUiThread); tvViewPost = (TextView) findViewById(R.id.tvViewPost); tvHandler = (TextView) findViewById(R.id.tvHandler); tvAsyncTask = (TextView) findViewById(R.id.tvAsyncTask); progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar); } /* Android will display the ANR dialog in the following conditions: 1. No response to an input event within 5 seconds. 2. A BroadcastReceiver hasn't finished executing within 10 seconds. */ public void onANRClick(View view) { Log.d(TAG, "onANRClick"); long count = 0; while (true) { count++; tvANR.setText(String.valueOf(count)); } } // only UI thread (main thread) can touch views public void onUiThreadClick(View view) { Log.d(TAG, "onUiThreadClick"); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int count = 0; count < 10000; count++) { tvUiThread.setText(String.valueOf(count)); } } }).start(); } /* post() causes the Runnable to be added to the message queue. The runnable will be run on the user interface thread. */ public void onViewPostClick(View view) { Log.d(TAG, "onViewPostClick"); if (myThread == null) { myThread = new Thread(new Runnable() { int count; @Override public void run() { for (count = 0; count < 10000; count++) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { Log.e(TAG, e.toString()); } tvViewPost.post(new Runnable() { @Override public void run() { tvViewPost.setText(String.valueOf(count)); } }); } } }); myThread.start(); } } public void onHandlerClick(View view) { Log.d(TAG, "onHandlerClick"); if (myHandler == null) { myHandler = new MyHandler(tvHandler); } if (workThread == null) { workThread = new WorkThread(myHandler, 10000); workThread.start(); } } public void onAsyncTaskClick(View view) { Log.d(TAG, "onAsyncTaskClick"); if (myAsyncTask == null) { myAsyncTask = new MyAsyncTask(); myAsyncTask.execute(100); } } private class MyAsyncTask extends AsyncTask<Integer, Integer, String> { private ProgressDialog progressDialog; @Override protected void onPreExecute() { progressDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this); progressDialog.setMessage("Loading..."); progressDialog.show(); } @Override protected String doInBackground(Integer... params) { int count = params[0]; for (int i = 0; i <= count; i++) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { Log.e(TAG, e.toString()); } publishProgress(i); } return "Task completed!!"; } @Override protected void onProgressUpdate(Integer... values) { int progress = values[0]; if (progressDialog.isShowing()) { progressDialog.cancel(); } progressBar.setProgress(progress); tvAsyncTask.setText(String.valueOf(progress)); } @Override protected void onPostExecute(String result) { progressBar.setVisibility(View.GONE); tvAsyncTask.setText(result); } } } |
MainActivity.java
接著在 MainActivity 中，針對不同按鈕實作程式碼，相關說明如下 –
1. 在 onANRClick() 中，由於直接在主執行緒、也就是 UI 執行緒上做更新 tvANR 元件畫面的操作，主執行緒永遠卡在 While 的邏輯運算裡，邏輯運算無法結束，便無法更新 UI，最終導致 ANR 的結果。
2. 在 onUiThreadClick() 中，新增了一個子執行緒來執行邏輯運算並在更新 UI 畫面，此按鈕按下後程式會直接 Crash，因為在 Android 中，只有主執行緒可以更新 UI 畫面。
3. 在 onViewPostClick() 中，我們同樣新增一個子執行緒來執行邏輯運算，但在更新 UI 畫面的部分，我們透過 tvViewPost.post(new Runnable(){…}) 的方式，將其導回主執行緒來處理，在 post 方法中，其更新畫面的順序是先進先出，另外我們額外定義了 Thread.sleep(100) 的延遲，用以防止 UI 更新過快。
4. 在 onHandlerClick() 中，我們用到了兩個自訂的類別，分別是 MyHandler 與 WorkThread，MyHandler 透過建構子將需要更新 UI 介面的元件代入，並在其 handleMessage 中定義好接收到不同參數時所要執行的動作，WorkThread 則是一個繼承自 Thread 的自訂類別，在其中透過建構子將 MyHandler 物件傳入，再藉由 handler.obtainMessage(…) 的方式，來觸發 MyHandler 物件中的 handleMessage()，相關程式碼如下 :
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package ... import ... public class MyHandler extends Handler { private TextView textView; public MyHandler(TextView textView) { this.textView = textView; } @Override public void handleMessage(Message message) { switch (message.what) { case Common.MESSAGE_NORMAL: switch (message.arg1) { case Common.TASK_ADD: int sum = message.arg2; String worker = message.obj.toString(); String text = worker + ", sum = " + String.valueOf(sum); textView.setText(text); break; } break; case Common.MESSAGE_ERROR: textView.setText(message.obj.toString()); break; } } } . . . |
MyHandler.java
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package ... import ... public class WorkThread extends Thread { private static final String TAG = "WorkThread"; private static final String WORKER = "John"; private int count; private Handler handler; public WorkThread(Handler handler, int count) { this.handler = handler; this.count = count; } @Override public void run() { for (int sum = 1; sum <= count; sum++) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { Log.e(TAG, e.toString()); handler.obtainMessage(Common.MESSAGE_ERROR, WORKER + " got " + e.toString()) .sendToTarget(); } handler.obtainMessage(Common.MESSAGE_NORMAL, Common.TASK_ADD, sum, WORKER) .sendToTarget(); } } } |
WorkThread.java
在這類別中，我們透過 handler.obtainMessage(int work, int arg1, int arg2, object obj) 方法，分別傳遞所需的資訊去觸發 MyHandler 中的 handleMessage 函式，其中第一個參數的意義代表要做什麼，第二至四個參數代表所可以夾帶的資訊，帶有一個 object 型別的參數以傳遞任何資料，這邊我們自訂了 Common 類別的參數來設定不同的執行內容，關於 Common 類別的定義如下。
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package ... public class Common { public final static int MESSAGE_NORMAL = 0; public final static int MESSAGE_ERROR = 1; public final static int TASK_ADD = 0; public final static int TASK_SUBTRACT = 1; } |
Common.java
5. 在 onAsyncTaskClick() 中，我們透過繼承 AsyncTask<Integer, Integer, String> 自訂了一個 MyAsyncTask 類別，其中附帶的三個參數(Integer, Integer, String)，分別對應到三個名為 doInBackground()、onProgressUpdate()、onPostExecute() 的 override 方法之傳入參數，透過 AsyncTask 本身的架構，我們可以定義在 Thread 執行前、執行期間以及執行完成後，該做些甚麼事。
其中要注意的是，myAsyncTask.execute(100) 方法代表將會傳入一個值為 100 的參數給 doInBackground() 所代入的參數，此參數可以不只一個， publishProgress(i) 會自動呼叫 onProgressUpdate() 方法，並將 i 參數代入，在 doInBackground() 中最後 return 的值，亦會自動代入 onPostExecute() 的參數並呼叫。
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