Android多线程和常用异步处理技术

一、Android多线程概述

1.概述：表示一个程序的多段语句同时执行，但并不等于多次启动一个程序，操作系统也不会把每个线程当作独立的进程来对待。

2.线程和进程的区别：

①两者粒度不同，是两个不同层次上的概念。进程是由操作系统来管理，而线程则是在一个程序（进程）内；

②不同进程的代码和状态都是完全独立的，而一个程序内的多线程是共享同一块内存空间和同一组系统资源，有可能相互影响；

③线程本身的数据通常只有寄存器数据，以及一个程序执行时使用的堆栈，所以线程的切换比进程切换的负担要小。

二、常用异步处理技术

1.Handler+Thread

处理较为复杂的线程间通信及消息处理

2.AsyncTask

轻量级基于多线程的进行后台异步工作处理

3.HandlerThread

继承了Thread，实际上是一个使用Looper、Handler的线程，内部维护了一个消息队列，避免多次创建和销毁子线程来进行操作

4.IntentService

用于处理Intent类型的异步任务请求

接下来我将给出应用前三种方式的代码

实验最终效果如图

（一）Handler+Thread

1.这三种方式的xml布局文件都完全一样，在这里我统一给出

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><LinearLayout xmlns:android="/apk/res/android"xmlns:app="/apk/res-auto"xmlns:tools="/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"tools:context=".MainActivity"><TextViewandroid:id="@+id/tv1"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:visibility="visible"android:text="未开始下载"/><Buttonandroid:id="@+id/button"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="开始下载" /><ProgressBarandroid:id="@+id/progressBar"style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:max="100"android:visibility="gone"/></LinearLayout>

2.在Activity文件中定义消息处理Handler类对象，并重写handlerMessage()方法，通过Message传来的值更新进度；

Button单击处理事件（创建新的线程执行耗时操作，并将消息msg传递给handler对象）

package edu.hbfu.thread;import androidx.annotation.NonNull;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.ProgressBar;import android.widget.TextView;import android.widget.Toast;public class MainActivity extends AppCompatActivity {TextView textView;//声明变量Button button;ProgressBar progressBar;int pbValue;//整型变量，progressBar进度值@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);textView = findViewById(R.id.tv1);//赋值button = findViewById(R.id.button);progressBar = findViewById(R.id.progressBar);final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){//新建Handler类的实例对象@Overridepublic void handleMessage(@NonNull Message msg) {//重写handleMessage()方法super.handleMessage(msg);if (msg.arg2 == 0) {//通过Message传递过来的值进行进度条的进度更新progressBar.setProgress(pbValue);textView.setText("已下载"+msg.arg1+"%");} else {Toast.makeText(MainActivity.this, "加载完成", Toast.LENGTH_SHORT).show();textView.setText("恭喜，下载完成");progressBar.setVisibility(View.GONE);//加载完成后进度条消失}}};button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {//匿名内部类，事件监听@Overridepublic void onClick(View view) {textView.setVisibility(View.VISIBLE);//设置各组件可见性progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);progressBar.setProgress(0);//设置进度条初始值为0new Thread(new Runnable() {//新建非UI线程，匿名内部类@Overridepublic void run() {pbValue = 0;//初始值为0while (true){//永真循环pbValue+= (int)(Math.random()*10);//产生随机小数*10，赋给pbValuetry {Thread.sleep(100);//休眠100毫秒，模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}Message message = Message.obtain();//获取消息池中的消息对象if (pbValue<progressBar.getMax()){message.arg1 = pbValue;//更新后的进度值message.arg2 = 0;//代表没有下载完成handler.sendMessage(message);//发送消息} else{message.arg1 = progressBar.getMax();message.arg2 = 1;//代表下载完成handler.sendMessage(message);//发送消息break;//退出循环}}}}).start();//线程启动}});}}

总结

Handler类实现步骤

1.创建Handler对象

2.子线程中发送消息

3.handler中捕获所需消息，实现相应

（二）AsyncTask

1.AsyncTask是Android提供的一个助手类，它对Thread和Handler进行了封装，方便我们使用；

Android之所以提供AsyncTask这个类，就是为了方便在后台线程中执行操作，然后将结果发送给主线程，从而在主线程中进行UI更新等操作；

在使用AsyncTask时，我们无需关注Thread和Handler，AsyncTask内部会对其进行管理，这样我们就只需要关注于业务逻辑即可。

package edu.hbfu.asynctask;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.AsyncTask;import android.os.Bundle;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.ProgressBar;import android.widget.TextView;import android.widget.Toast;public class MainActivity extends AppCompatActivity {TextView textView;//声明变量Button button;ProgressBar progressBar;int pbValue;//整型变量，progressBar进度值@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);textView = findViewById(R.id.tv1);//赋值button = findViewById(R.id.button);progressBar = findViewById(R.id.progressBar);button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View view) {new MyTask().execute();//新建MyAsyncTask类对象，并调用其execute()方法}});}class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {//分别代表：执行后台任务传递的参数、更新的进度值的类型（都是整形） 、返回结果类型@Overrideprotected void onPreExecute() {//前期准备，初始化工作super.onPreExecute();textView.setVisibility(View.VISIBLE);progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);progressBar.setProgress(0);//设置进度条初始值为0}@Overrideprotected String doInBackground(String... strings) {pbValue = 0;//初始值为0while (pbValue < progressBar.getMax()) {pbValue += (int) (Math.random() * 10);//产生随机小数*10，赋给pbValuetry {Thread.sleep(100);//休眠100毫秒，模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}publishProgress(pbValue);//发布进度}return "恭喜，下载完成";}@Overrideprotected void onProgressUpdate(Integer... values) {//进度实时更新super.onProgressUpdate(values);textView.setText("已下载"+values[0]+"%");progressBar.setProgress(values[0]);}@Overrideprotected void onPostExecute(String s) {//收尾工作super.onPostExecute(s);Toast.makeText(MainActivity.this, "加载完成", Toast.LENGTH_SHORT).show();textView.setText(s);progressBar.setVisibility(View.GONE);//加载完成后进度条消失}}/* AsyncTask中各方法执行说明：1.当Task启动，首先执行onPreExecute()方法（UI Thread，进行UI组件初始状态设置），该方法执行完毕立即调用doInBackground()方法。2.doInBackground()方法在onPreExecute()执行之后执行---非UI Thread。3.publishProgress()方法在后台执行，主要用于发布进度，该方法调用，则onProgressUpdate()方法被回调，否则不会回调onProgressUpdate()方法。4.onProgressUpdate()方法只有在publishProgress()方法被调用后，才会被系统回调---UI Thread，更新UI组件。5.onPostExecute()方法在doInBackground()方法执行完毕后被调用----UI Thread，进行UI组件更新的后续操作*/// 新建AsyncTask的子类并重写相关的方法：// 1.在onPreExecute()中设置各组件的可见性及进度条的初始值// 2.在doInBackground()方法中，每隔100ms通过publishProgress()方法发布进度条进度值// 3.在onProgressUpdate()方法中，设置UI组件的进度更新值，值取自values[0]// 4.在onPostExecute()方法中，设置下载完成状态时UI组件的属性}

总结步骤

1.新建MyTask类继承自AsyncTask类并重写其相关方法onPreExecute()、doInBackground()、onProgressUpdate()、onPostExecute()

2.在button按钮的事件监听中新建MyTask类对象并运行

（三）HandlerThread

1.当系统有多个耗时任务需要执行时，每个任务都会开启一个新线程去执行耗时任务，这样会导致系统多次创建和销毁线程，从而影响性能。为此，Google提供了HandlerThread类，在线程中创建一个Looper循环器，让Looper轮询消息队列，当有耗时任务进入队列时，则不需要开启新线程，在原有的线程中执行耗时任务即可，否则线程阻塞。

2.HandlerThread继承于Thread，所以它本质就是一个Thread。与普通Thread的差别就在于，在内部直接有了Looper的实现，这是Handler消息机制必不可少的。有了自己的Looper，可以在自己的线程中分发和处理消息。

package edu.hbfu.handlerthread;import androidx.annotation.NonNull;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.HandlerThread;import android.os.Looper;import android.os.Message;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.ProgressBar;import android.widget.TextView;import android.widget.Toast;public class MainActivity extends AppCompatActivity {TextView textView;//声明变量Button button;ProgressBar progressBar;int pbValue;//整型变量，progressBar进度值private HandlerThread handlerThread;private Handler threadHandler, uiHandler;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);textView = findViewById(R.id.tv1);//赋值button = findViewById(R.id.button);progressBar = findViewById(R.id.progressBar);handlerThread = new HandlerThread("handler-thread");//线程创建，传入参数的作用主要是标记当前线程的名字，可以任意字符串handlerThread.start();//线程启动threadHandler = new Handler(handlerThread.getLooper()) {//创建工作线程（子线程），获得子线程的Looper循环器，跟handlerThread绑定@Overridepublic void handleMessage(@NonNull Message msg) {//重写handleMessagesuper.handleMessage(msg);/*switch (msg.what) {//进行耗时操作case 0:break;default:break;}*/if (msg.what==0) {//进行耗时操作pbValue = 0;//初始值为0while (pbValue<progressBar.getMax()) {pbValue += (int) (Math.random() * 10);//产生随机小数*10，赋给pbValuetry {Thread.sleep(100);//休眠100毫秒，模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//通过主线程（UI线程）Handler向主线程发送UI处理消息Message message = uiHandler.obtainMessage();message.arg1 = pbValue;uiHandler.sendMessage(message);}}}};uiHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {//创建UI线程，与主线程的Looper循环器绑定@Overridepublic void handleMessage(@NonNull Message msg) {//重写handleMessage进行UI处理super.handleMessage(msg);//进行UI处理操作if (pbValue<progressBar.getMax()) {//通过Message传递过来的值进行进度条的进度更新progressBar.setProgress(pbValue);textView.setText("已下载"+msg.arg1+"%");}else {Toast.makeText(MainActivity.this, "加载完成", Toast.LENGTH_SHORT).show();textView.setText("恭喜，下载完成");progressBar.setVisibility(View.GONE);//加载完成后进度条消失}}};button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {//匿名内部类，事件监听@Overridepublic void onClick(View view) {textView.setVisibility(View.VISIBLE);//设置各组件可见性progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);progressBar.setProgress(0);//设置进度条初始值为0threadHandler.sendEmptyMessage(0);}});}}

总结HandlerThread使用步骤

1.创建HandlerThread实例对象并启动线程

2.创建工作线程（子线程）threadHandler对象，并重写handleMessage()方法

3.创建UI线程（主线程）uiHandler对象，并重写handleMessage()进行UI处理

4.通过主线程uiHandler向主线程发送UI处理消息

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