Android多线程之进程与线程

前言

　　对于Android程序中，使用多线程的技术是必不可少的，就拿之前最简单的例子来说明，对于Android4.0+的应用而言，访问网络必须另起线程才可以访问。本片博客介绍Android下进程和线程，以及它们的特点及应用，并通过几个Demo来展示Android中简单的线程中操作UI线程的组件。

进程与线程

　　一般来说，Android中为一个应用程序开启一个进程进行执行，在这个应用程序中的所有组件，通过单独的线程进行执行，而其中所有的线程，共享该应用程序进程的资源。当一个应用程序启动的时候，Android系统启动一个新的Linux应用程序的进程和一个执行线程。默认情况下，一个应用程序运行中的所有组件运行在相同的进程和线程中，这里的线程一般称为主线程。如果一个应用程序的组件开始的时候，已经存在一个进程，那么应用程序会在与它相同的执行线程中开始这个组件。

进程

　　默认情况下，同一应用程序下的所有组件运行在同一进程中，大多数应用程序不应该改变这个。然而，如果需要控制那个进程属于那个组件，可以在AndroidManifest.xml文件中进行配置。一般来说，组件元素：、、、均支持一个android:process属性，可以设置这个属性让不同的组件单独运行在自己的进程中，也可以使用这个属性使不同的应用程序组件运行在相同的进程中，并共享相同的Linux用户ID和赋予同样的证书。

　　Tips：元素也支持android:process属性，用于设置所有的组件。

　　Android在内存较低的情况下，会关闭一些优先级较低的进程以增大内存运行更重要的进程，而在这个进程中的所有线程，也会被同时销毁。在内存足够的情况下，Android系统会视图尽可能保持应用程序进程，以达到下次的运行的快速启动，但最终需要移除旧的进程，回收内存用于新的或更重要的进程。通过进程的优先级来判断是否被回收，一般会回收优先级低的进程，以给优先级高的进程腾出资源。

　　下面是五类Android进程，他们的优先级顺序排列：

Foreground process：前台进程。
Visible prcess：可见进程。
Service process：服务进程。
Background process：后台进程。
Empty process：空进程。

　　Tips：一个进程的优先级是可以变化的。

线程

　　当应用程序启动时，系统会创建一个执行线程在这个应用程序的的进程中，一般被称为“主线程”。这个线程是非常重要的，因为它负责把事件分发给响应的用户组件，包括绘制事件等，因此主线程又被称为UI线程。系统并不会为每个组件创建一个单独的线程，而是在UI线程中，完成这些组件的初始化的，因此系统回调方法是运行在UI线程中，如click事件。

　　当程序执行比较复杂的工作来应对用户交互的时候，哪怕应用程序被正确的执行了，单线程模式也可能会导致运行性能很低下。举例来说，如果一切的应用功能都发生在UI线程中，当执行耗时操作的时候，如访问网络或查询数据，均会阻塞UI先，将导致其他的事件不被分发到事件队列中，包括屏幕绘制事件。导致从用户的角度来看，应用程序死掉了。而在Android系统中，当UI线程被阻塞超过几秒钟（大约是5秒）的时候，会弹出“应用程序没有响应”的对话框，造成用户体验差，可能会迫使用户决定退出你的应用或者干脆直接卸载它。

　　此外，Android的UI ToolKit包下的所有组件都不是线程安全的，所以，不能在一个单独的工作线程中操作这些UI组件，必须在UI线程中操作。因此，对于单线程模型，Android有两个规则：

不能阻塞UI线程
不能在工作线程中访问Android UI ToolKit包下的组件。

　　对于耗时的操作，应该放在单独的线程中。例如：下面通过一个Demo监听按钮点击事件，下载一个图片，从单独的线程中，并显示在一个ImageView中。

 1         btnError2.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {            
 2             @Override
 3             public void onClick(View v) {
 4                 // 增加一个线程访问网络
 5                 new Thread(new Runnable() {
 6                     @Override
 7                     public void run() {
 8                         // 获取地址下的图片
 9                         Bitmap btm=loadImageFromNetwork("http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg");
10                         imageView1.setImageBitmap(btm);                        
11                     }
12                 }).start();
13                 
14             }
15         });

　　起初，这似乎是合理的，启动了一个新线程来访问网络，但是它违反了规则二，不能在Android UI主线程之外修改UI组件，而在click中new Thread的是一个工作线程，在工作线程中无法操作UI组件，以上Demo会报错。

　　要修正上面的错误，Android提供几种方法可以从其他线程中访问UI线程：

Activity.runOnUiThread(Runnable)：运行在指定的UI线程上，如果当前线程是UI线程，那么立即执行，如果当前线程不是UI线程，则发布到UI线程的事件队列中。
View.post(Runnable)：将事件发布到UI线程中，立即被执行。
View.postDelayed(Runnanle,long)：将事件发布到UI线程中，延迟被执行，延迟数为传递的long参数。

　　下面通过两个Dem来通过上面介绍的方法来操作UI组件：

　　Activity.runOnUiThread：

 1         btnRunOnUiThread.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 2             
 3             @Override
 4             public void onClick(View v) {
 5                 new Thread(new Runnable() {
 6                     
 7                     @Override
 8                     public void run() {
 9                         final Bitmap btm=loadImageFromNetwork("http://ww4.sinaimg.cn/bmiddle/786013a5jw1e7akotp4bcj20c80i3aao.jpg");
10                         MainActivity.this.runOnUiThread(new Runnable() {                            
11                             @Override
12                             public void run() {
13                                 imageView1.setImageBitmap(btm);                                
14                             }
15                         });
16                     }
17                 }).start();
18             }
19         });

　　效果演示：

　　View.post

 1         btnPost.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 2             
 3             @Override
 4             public void onClick(View v) {
 5                 new Thread(new Runnable() {
 6                     
 7                     @Override
 8                     public void run() {
 9                         final Bitmap btm=loadImageFromNetwork("http://ww1.sinaimg.cn/bmiddle/88ff29e8jw1e7pjnpfxbrj20dp0a90tb.jpg");
10                         imageView1.post(new Runnable() {
11                             
12                             @Override
13                             public void run() {
14                                 // TODO Auto-generated method stub
15                                 imageView1.setImageBitmap(btm);
16                             }
17                         });
18                     }
19                 }).start();                
20             }
21         });

　　效果演示：

　　以上Demo中，通过访问网络获取图片的方法，通过HttpClient实现，不清楚的朋友可以参见博客：HttpClient。

　　源码下载

总结

　　虽然上面介绍了几种方式在工作线程中把消息发布到UI线程的消息队列的方式来访问UI组件。但是一般实际的开发当中，这种代码会变的复杂且难于维护。处理更复杂的线程间交互，可以考虑使用Handle+Message，在UI线程中处理工作线程发送过来的消息，还可以继承AsyncTask类来简化工作线程发送消息到主线程中交互UI组件。这两种方式会在接下来的博客中介绍到。