[系统掌握Android] 单线程模型

是什么

Android官方并没有明确的关于单线程模型的定义。我给出了我的理解

应用组件的实例化及应用与系统的交互,与用户的交互都在同一个具有事件驱动能力的单一线程(主线程)中执行的系统设计。

大多数GUI系统都是单线程模型

当应用启动,系统就创建了一个进程,并在进程中创建了一个主线程

  • 主线程负责分发事件到相应的UI组件,包含绘制UI事件;
  • 你的应用和Android UI toolkit中组件也是在主线程中交互的
    因此,主线程也经常被叫做 UI线程 (之后统一使用“UI线程”来描述)

为什么

系统设计的最终选择都是经验积攒过后的权衡之策。总结下来一句话就是

多线程模型给应用开发带来的复杂度成本,远远超出它能提供的性能优势的成本

感兴趣的盆友可以参考SO上的问题Why are most UI frameworks single threaded? 看看历史原因

两个规则

因为Android系统单线程模型的设计,于是乎针对于UI线程,产生了两个规则。

1. 不要阻塞UI线程
  • 为什么?
    当你在UI线程中进行耗时操作(比如网络请求或者访问数据库),阻塞了UI线程,所有的事件都不能转发了,包括UI绘制事件和用户点击事件等,从用户的角度,你的应用程序是hang住了,如果超过了一定时间(当前5秒),用户就会收到ANR(应用不响应)弹出框。那用户不爽了可能杀掉你的应用或者卸载。
2. 不要在UI线程以外的线程直接访问UI组件
  • 为什么?
    因为Android UI组件都不是线程安全的。如果在工作线程操作UI组件会导致UI产生不可预测的状态。那UI组件为什么不设计成线程安全的呢,这和上面提到的单线程模型的选择是同样的道理。实际上,现在如果在worker thread中访问UI组件,会抛出异常。ViewRootImpl的checkThread方法对UI操作进行了验证。
void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

规则是为了简化开发

就像交通规则不允许随意过马路,交通部门设计了斑马线,红绿灯,人行天桥等等方式来让人们通过马路一样。Android系统提出的这两个规则,实际简化了我们上层应用开发,把我们日常需要完成的大多业务简化成了一个单一模型:

把大象放冰箱里分3步

  1. 在主线程中启动worker线程
  2. 在worker线程中完成耗时操作
  3. 从worker线程把访问UI组件的代码“扔进”UI线程执行

简单的3步走,其实包含了我们平时了解的很多分散的概念,让我们来体系化的了解这整个过程并掌握这部分关键的知识。

[系统掌握Android] 三步走场景

结束语

这篇文章是介绍Android系统的单线程模型,并且从此引出一系列Android主题内容。

希望以一种树形结构来归纳Android开发常用的那些本来离散的知识点。为了是能在大脑中系统的掌握Android应用开发。

希望能有一个好的效果。

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