笔记 33 | Android通信之Thread类实现多线程

2017-11-11 本文已影响34人项勇

run()//包含线程运行时所执行的代码
start()//用于启动线程
sleep()/sleep(long millis)//线程休眠，交出CPU，让CPU去执行其他的任务，然后线程进入阻塞状态，sleep方法不会释放锁
yield()//使当前线程交出CPU，让CPU去执行其他的任务，但不会是线程进入阻塞状态，而是重置为就绪状态，yield方法不会释放锁
join()/join(long millis)/join(long millis,int nanoseconds)//等待线程终止，直白的说就是发起该子线程的线程只有等待该子线程运行结束才能继续往下运行
wait()//交出cpu，让CPU去执行其他的任务，让线程进入阻塞状态，同时也会释放锁
interrupt()//中断线程，自stop函数过时之后，我们通过interrupt方法和isInterrupted()方法来停止正在运行的线程，注意只能中断已经处于阻塞的线程
getId()//获取当前线程的ID
getName()/setName()//获取和设置线程的名字
getPriority()/setPriority()//获取和这是线程的优先级一般property用1-10的整数表示，默认优先级是5，优先级最高是10，优先级高的线程被执行的机率高
setDaemon()/isDaemo()//设置和判断是否是守护线程
currentThread()//静态函数获取当前线程

Thread线程主要状态：

New 一旦被实例化之后就处于new状态
Runnable 调用了start函数之后就处于Runnable状态
Running 线程被cpu执行调用run函数之后就处于Running状态
Blocked 调用join()、sleep()、wait()使线程处于Blocked状态
Dead 线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出，线程将会到达Dead状态

因为Thread对象运行在另外的线程，所以它与Runnable实例有如下主要区别：

Thread对象可进行网络通信，而非Thread方式的Runnable实例不可进行网络通信。因为Android要求UI线程不能访问网络，所以运行在UI线程上的Runnable也就不能访问网络。
因为Android要求只有UI线程才能操作页面视图，所以运行在UI线程上的Runnable可直接访问视图或控件，而Thread对象不可直接访问视图或控件。Thread对象若想访问，只能发送消息通知Handler对象去操作UI。

二.售票员线程

为加深对Thread类工作机制的了解，博主认真实践了网上广为流传的售票员线程例子，下面是Thread的三种调用方式：

同一Thread实例多次start，重复调用会抛出异常。因为start是同步方法，不允许同一时刻多次运行；
创建多个Thread实例分别start，三个线程每个各卖100张，总共卖了300张票；
只创建一个Runnable实例，使用该实例启动三个线程一起卖票，总共卖了100张票；

TicketThread

public class TicketThread extends Thread {  
      
    private int ticketCount = 100;  
      
    @Override  
    public void run() {  
        for (; ticketCount>0; ticketCount--) {  
            String desc = String.format("%d %d 当前余票为%d张",  
                    System.currentTimeMillis(), getId(), ticketCount);  
            System.out.println(desc);  
        }  
    }  
}

多线程调用的三种方式

public class ThreadTest {  
  
    public static void main(String[] arg) {  
        //方式一，同一Thread实例多次start，重复调用会抛出异常。因为start是同步方法，不允许同一时刻多次运行  
//      TicketThread seller = new TicketThread();  
//      seller.start();  
//      seller.start();  
//      seller.start();  
          
        //方式二，创建多个Thread实例分别start，三个线程每个各卖100张，总共卖了300张票  
//      new TicketThread().start();  
//      new TicketThread().start();  
//      new TicketThread().start();  
          
        //方式三，只创建一个Runnable实例，使用该实例启动三个线程一起卖票，总共卖了100张票  
        Runnable mSeller = new Runnable() {  
            private int ticketCount = 100;  
            @Override  
            public void run() {  
                for (; ticketCount > 0; ticketCount--) {  
                    String desc = String.format("%d 当前余票为%d张",   
                            System.currentTimeMillis(), ticketCount);  
                    System.out.println(desc);  
                }  
            }  
        };  
        new Thread(mSeller).start();  
        new Thread(mSeller).start();  
        new Thread(mSeller).start();  
    }  
}

其中方式三由于使用的是Runnable实例，故而无法打印线程号，无法确定是多线程交替卖票。但可通过下列手段进行观察：

从方式三的日志看出，当前余票数目不是连续递减的，间接证明存在多线程的情况；
在日志中打印时间戳，可发现方式三的耗时要小于方式一（大约是二分之一不到）。方式一已经明确是单线程，那么方式三加快速度的原因也只能是多线程工作了。

三.Handler

Handler用于UI线程与分线程之间的通信，分线程利用Handler实例向UI线程发送消息，UI线程收到消息后在Handler对象中进行处理。下面是Handler的常用方法：

1. 在UI线程中运行，只能重写的方法，不能直接调用：

handleMessage : 存放消息处理的具体逻辑
dispatchMessage : 一般不用重写。用来分发消息，如果消息中有设置Runnable对象，则消息交给Runnable对象处理；如果消息中未设置Runnable对象，则消息交给主线程处理。一般Thread线程不设置Runnable对象，下面是Android中dispatchMessage方法的源码：

public void dispatchMessage(Message msg) {  
    if (msg.callback != null) {  
        handleCallback(msg);  
    } else {  
        if (mCallback != null) {  
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {  
                return;  
            }  
        }  
        handleMessage(msg);  
    }  
}

上面对dispatchMessage的说明很容易让人犯糊涂，我们再看一下postDelayed方法的源码，我们知道，Handler的postDelayed方法可用于启动Runnable对象：

public final boolean postDelayed(Runnable r, long delayMillis) {  
    return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), delayMillis);  
}  
  
private static Message getPostMessage(Runnable r) {  
    Message m = Message.obtain();  
    m.callback = r;  
    return m;  
}

从以上源码可以看出，postDelayed方法中把要启动的Runnable对象给设置到Message回调变量中，这样主线程处理消息时调用的是该Runnable对象，而不是自身的handleMessage方法，所以启动Runnable不需要重写handleMessage方法，而Thread启动就要重写handleMessage方法。

2. 在分线程中直接调用的方法：

obtainMessage : 获取当前消息的对象
sendMessage : 向主线程发送消息
sendMessageDelayed : 延迟一段时间向主线程发送消息
sendMessageAtTime : 在指定时间向主线程发送消息
sendEmptyMessage : 向主线程发送空消息
sendEmptyMessageDelayed : 延迟一段时间向主线程发送空消息
sendEmptyMessageAtTime : 在指定时间向主线程发送空消息
removeMessages : 从消息队列中根据消息标识移除指定消息
hasMessages : 判断消息队列中是否存在指定消息标识的消息

总结一下Handler的消息流转流程：

Thread方式下运行：主线程创建Handler实例->启动分线程->分线程调用Handler实例的send系列方法->主线程分发消息dispatchMessage（消息中的Runnable对象为空）->主线程处理消息handleMessage。
Runnable方式下运行：主线程创建Handler实例->主线程调用Handler实例的post系列方法（内部其实是send方法，也就是说，主线程自己调用send方法）->主线程分发消息dispatchMessage（消息中的Runnable对象不为空）->Runnable对象启动运行。

四.Looper与Message

Looper类主要是对消息队列MessageQueue进行管理，一般情况下不用关心。有用到的话，就是在构造Handler时传入指定的Looper对象。

Message类是Handler机制中存放消息的包裹，其作用类似于组件通信Intent机制中的Bundle类。Message类的主要参数说明如下：
what : 整型的消息标识，在Handler的removeMessages和hasMessages方法中作为消息判断的唯一标识
arg1 : 整型数，可存放消息的处理结果
arg2 : 整型数，可存放消息的处理代码
obj : Object类型，可存放消息传递的数据结构
replyTo : Messenger类型，回应信使，在跨进程通信中使用，线程间通信用不着

获取一个Message有两种方式：

调用Handler的obtainMessage方法，示例代码如下：

Handler mHandler = new Handler();  
Message msg = mHandler.obtainMessage();

调用Message的obtain方法，示例代码如下：

Handler mHandler = new Handler();  
Message msg = Message.obtain(mHandler);

Thread+Handler的示例代码如下：

public class ThreadActivity extends Activity implements OnClickListener {  
  
    private TextView tv_thread;  
    private long mBeginTime;  
  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_thread);  
  
        Button btn_single = (Button) findViewById(R.id.btn_single);  
        Button btn_multi = (Button) findViewById(R.id.btn_multi);  
        btn_single.setOnClickListener(this);  
        btn_multi.setOnClickListener(this);  
          
        tv_thread = (TextView) findViewById(R.id.tv_thread);  
    }  
  
    @Override  
    public void onClick(View v) {  
        if (v.getId() == R.id.btn_single) {  
            mBeginTime = System.currentTimeMillis();  
            new TicketThread().start();  
        } else if (v.getId() == R.id.btn_multi) {  
            mBeginTime = System.currentTimeMillis();  
            new Thread(mSeller).start();  
            new Thread(mSeller).start();  
            new Thread(mSeller).start();  
        }  
    }  
  
    private Handler mHandler = new Handler() {  
        @Override  
        public void handleMessage(Message msg) {  
            super.handleMessage(msg);  
            long cost = System.currentTimeMillis() - mBeginTime;  
            String desc = String.format("消息标识%d：%s耗时%d毫秒",   
                    msg.what, (String)(msg.obj), cost);  
            tv_thread.setText(desc);  
        }  
    };  
      
    private Runnable mSeller = new Runnable() {  
        private int ticketCount = 10000;  
          
        @Override  
        public void run() {  
            for (; ticketCount > 0; ticketCount--) {  
                String desc = String.format("%d 当前余票为%d张",   
                        System.currentTimeMillis(), ticketCount);  
                System.out.println(desc);  
            }  
            if (ticketCount <= 0) {  
                Message msg = Message.obtain(mHandler);  
                msg.obj = "多个窗口卖票";  
                mHandler.sendMessage(msg);  
            }  
        }  
    };  
  
    private class TicketThread extends Thread {  
        private int ticketCount = 10000;  
          
        @Override  
        public void run() {  
            for (; ticketCount>0; ticketCount--) {  
                String desc = String.format("%d %d 当前余票为%d张",  
                        System.currentTimeMillis(), getId(), ticketCount);  
                System.out.println(desc);  
            }  
            if (ticketCount <= 0) {  
                Message msg = mHandler.obtainMessage();  
                msg.obj = "单个窗口卖票";  
                mHandler.sendMessage(msg);  
            }  
        }  
    }  
}