（内容来自《Android第一行代码（第二版）》）

本文目录

1. 线程的基本用法

2. 在子线程中更新UI

3. 解析异步消息处理机制

4. 使用AsyncTask

分割线

当我们在程序中执行一些耗时操作时，比如发起一条网络请求，考虑到网速等原因，服务器未必会立刻响应我们的请求，此时我们就需要将这些操作放在子线程中去运行，以防止主线程被阻塞。

1. 线程的基本用法

新建一个类继承自Thread，然后重写父类的run()方法

class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run(){
        //处理具体的耗时逻辑
    }
}

如何启动这个线程呢，只需要new出一个MyThread的实例，然后调用它的start()方法，这样run()方法中的代码就会在子线程中运行了

new MyThread().start();

更多的时候我们会选择使用实现Runnable接口的方式来定义一个线程

class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        //处理具体的耗时逻辑
    }
}

启动该线程的方法

MyThread  myThread  = new MyThread();
new Thread(myThread) .start();

这里Thread的构造函数接收一个Runnable参数，而我们new出的MyThread 正是一个实现了Runable接口的对象，所以可以将它直接传入Thread的构造函数里。接着调用Thread的start()方法，run()方法中的代码就会在子线程中运行了。

当然如果不想专门定义一个类去实现Runnable接口，也可以使用匿名类的方式实现

new Thread(new Runnable(){
    @Override
    public void run(){
        //处理具体的耗时逻辑
    }
}).start();

2. 在子线程中更新UI

和许多其他的GUI库一样，Android的UI也是线程不安全的，也就是说想要更新程序里的UI元素，必须在主线程中进行，否则就会出现异常。

下面通过一个具体的例子来验证一下。
新建一个AndroidThreadTest项目

• 修改activity_main.xml中的代码

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <Button
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:id="@+id/change_text"
        android:text="Change Text"/>

    <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!"
        android:id="@+id/text"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:textSize="20sp"/>

</RelativeLayout>

布局文件中定义了两个控件：
TextView用于在屏幕的正中央显示一个Hello World字符串
Button用于改变TextView中显示的内容

我们希望在点击Button后可以把TextView中显示的字符串改成Nice to meet you

• 修改MainActivity中的代码

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{

    private TextView text;

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

        text = (TextView)findViewById(R.id.text);
        Button changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
        changeText.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v){
        switch (v.getId()){
            case R.id.change_text:
                new Thread(new Runnable(){
                    @Override
                    public void run(){
                        text.setText("Nice to meet you");
                    }
                }).start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

我们在Change Text按钮点击事件里开启了一个子线程，然后在子线程中调用TextView的setText()方法将显示的字符串改成Nice to meet you。
代码逻辑很简单，不过我们是在子线程中更新UI的。
运行程序发现程序崩溃了

图片.png

对于这种情况，Android提供了一套异步消息处理机制，完美的解决了在子线程中进行UI操作的问题

3. 解析异步消息处理机制

首先来学习一下使用方法

• 修改MainActivity中的代码

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{

    private TextView text;

    public static final int UPDATE_TEXT = 1;

    private Handler handler = new Handler(){
        public void handleMessage(Message msg){
            switch (msg.what){
                case UPDATE_TEXT:
                    //在这里进行UI操作
                    text.setText("Nice to meet you");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

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

        text = (TextView)findViewById(R.id.text);
        Button changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
        changeText.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v){
        switch (v.getId()){
            case R.id.change_text:
                new Thread(new Runnable(){
                    @Override
                    public void run(){
                       Message message = new Message();
                        message.what = UPDATE_TEXT;
                        handler.sendMessage(message);//将Message对象发送出去
                    }
                }).start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

这里我们先是定义了一个整型常量UPDATE_TEXT，用于表示更新TextView这个动作。然后新增一个Handler对象，并重写父类的handleMessage()方法，在这里对具体的Message进行处理。如果发现Message的what字段的值等于UPDATE_TEXT，就将 TextView显示的内容改成Nice to meet you

下面再来看一下 Change Text按钮的点击事件中的代码。可以看到，这次我们并没有在子线程里直接进行UI操作

• 而是创建了一个Message(android.os.Message)对象，并将它的what字段的值指定为UPDATE_TEXT
• 然后调用Handler的sendMessage()方法将这条Message发送出去。很快，Handler就会收到这条Message，并在handleMessage()方法中对它进行处理。注意此时handleMessage()方法中的代码就是在主线程当中运行的了，所以我们可以放心地在这里进行UI操作。
• 接下来对Message携带的what字段的值进行判断，如果等于UPDATE_TEXT，就将 TextView显示的内容改成 Nice to meet you。

现在重新运行程序，发现UI确实更新了

20190513_154145.gif

下面来分析一下Android异步消息处理机制是如何工作的
Android异步消息处理主要由4个部分组成：Message、Handle、MessageQueue和Looper。

1.Message

Message是在线程之间传递的消息，它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据。前面我们使用到了Message的what字段，除此之外还可以使用arg1和arg2字段来携带一些整型数据，使用obj字段携带一个Object对象。

2.Handler

Handler顾名思义也就是处理者的意思，它主要用于发送和处理消息的。发送消息一般是使用Handler的sendMessage()方法，而发出的消息经过一系列的辗转处理后，最终会传递到Handler的handleMessage()方法中。

3.MessageQueue

MessageQueue是消息队列的意思，它主要用于存放所有通过Handler发送的消息。这部分消息会一直存在于消息队列中，等待被处理。每个线程中只会有一个MessageQueue对象。

4.Looper

Looper是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环当中，然后每当发现MessageQueue中存在一条消息，就会将它取出，并传递到Handler的handleMessage()方法中。每个线程中也只会有一个Looper对象。

了解了 Message、 Handler、 Messagequeue以及 Looper的基本概念后，我们再来把异步消息处理的整个流程梳理一遍。

• 首先需要在主线程当中创建一个Handler对象，并重写handMessage()方法。
• 然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个 Message对象，并通过Handler将这条消息发送出去。
• 之后这条消息会被添加到 MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler的handleMessage()方法中。

由于Handler是在主线程中创建的，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，于是我们在这里就可以安心地进行UI操作了。

整个异步消息处理机制的流程示意图如图所示：

异步消息处理机制的流程示意图.png

4. 使用AsyncTask

为了更加方便在子线程中对UI进行更新，Android提供了一些好用的工具，比如AsyncTask。
借助AsyncTask，即使对异步消息处理机制完全不了解，也可以很简单的从子线程切换到主线程。

AsyncTask的基本用法

由于AsyncTask是一个抽象类，所以如果我们想使用它，就必须创建一个子类去继承它。
在继承时我们可以为AsyncTask类指定3个泛型参数
Params：在执行AsyncTask时需要传入的参数，可用于在后台任务中使用
Progress：后台任务执行时，如果需要在界面上显示当前进度，则使用这里指定的泛型作为进度单位
Result：当任务执行完毕后，如果需要对结果进行返回，则使用这里指定的泛型作为返回值类型

因此一个最简单的自定义AsyncTask就可以写成如下方式：

class DownloadTask extends AsyncTask<Void , Integer , Boolean>{
...
}

这里我们把AsyncTask的
第一个泛型参数指定为Void，表示在执行AsyncTask的时候不需要传人参数给后台任务。
第二个泛型参数指定为Integer，表示使用整型数据来作为进度显示单位。
第三个泛型参数指定为Boolean，则表示使用布尔型数据来反馈执行结果。

当然，目前我们自定义的DownloadTask还是一个空任务，并不能进行任何实际的操作，我们还需要去重写 AsyncTask中的几个方法才能完成对任务的定制。
经常需要去重写的方法有以下4个。

• onPreExecute()

这个方法会在后台任务开始执行之前调用，用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示个进度条对话框等。

• doInBackground(Params ..)

这个方法中的所有代码都会在子线程中运行，我们应该在这里去处理所有的耗时任务。任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress(Progress..)方法来完成

• onProgressUpdate(Progress ...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，onProgressUpdate(Progress...)方法就会很快被调用，该方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。在这个方法中可以对UI进行操作，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

• onPostExecute(Result)

当后台任务执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据来进行一些UI操作，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

因此，一个比较完整的自定义AsyncTask就可以写成如下方式：

class DownloadTask extends AsyncTask<Void ,Integer,Boolean> {

    @Override
    protected void onPreExecute(){
        progressDialog.show();
    }

    @Override
    protected Boolean doInBackground(Void... params){
        try{
            while (true){
                int downloadPercent = doDownload();
                publishProgress(downloadPercent);
                if(downloadPercent >= 100){
                    break;
                }
            }
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values){
        //这里更新下载进度
        progressDialog.setMessage("Downloaded "+values[0]+"%");
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Boolean result){
        progressDialog.dismiss();
        if(result){
            Toast.makeText(context,"Download succeeded",Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }else {
            Toast.makeText(context,"Download failed",Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

在这个DownloadTask中
我们在doInBackground()方法里去执行具体的下载任务。这个方法里的代码都是在子线程中运行的，因而不会影响到主线程的运行。
注意这里虚构了一个doDownload()方法，这个方法用于计算当前的下载进度并返回,我们假设这个方法已经存在了。
在得到了当前的下载进度后，下面就该考虑如何把它显示到界面上了，由于 doInBackground()方法是在子线程中运行的，在这里肯定不能进行UI操作，所以我们可以调用publishProgress()方法并将当前的下载进度传进来，这样onProgressUpdate()方法就会很快被调用，在这里就可以进行UI操作了。

当下载完成后，doInBackground()方法会返回一个布尔型变量，这样onPostExecute()方法就会很快被调用，这个方法也是在主线程中运行的。然后在这里我们会根据下载的结果来弹出相应的Toast提示，从而完成整个DownloadTask任务。

简单来说，使用AsyncTask的诀窍就是，在doInBackground()方法中执行具体的耗时任务，在onProgressUpdate()方法中进行UI操作，在onPostExecute()方法中执行一些任务的收尾工作。

如果想要启动这个任务，只需编写以下代码即可

new DownloadTask().execute();

以上就是AsyncTask的基本用法，怎么样，是不是感觉简单方便了许多?我们并不需要去考虑什么异步消息处理机制，也不需要专门使用一个Handler来发送和接收消息，只需要调用一下publishProgress()方法，就可以轻松地从子线程切换到UI线程了。

Demo实践环节（对这个下载功能进行完整的实现）