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详解 Android 中的 HandlerThread

HandlerThread是Android API提供的一个便捷的类,使用它我们可以快速的创建一个带有Looper的线程,有了Looper这个线程,我们又可以生成Handler,那么HandlerThread是什么,可以做什么呢,有哪些奇技淫巧可以被我们利用呢?

实现原理

在介绍原理之前,我们先使用普通的Thread来创建一个Handler,创建的过程大致如下:

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Handler mHandler;
private void createManualThreadWithHandler() {
  new Thread() {
      @Override
        public void run() {
            super.run();
            Looper.prepare();
            mHandler = new Handler(Looper.myLooper());
            Looper.loop();
        }
    }.start();
}

实现很简单,在目标线程内如下配置

  • 调用Looper.prepare 创建与当前线程绑定的Looper实例
  • 使用上面创建的Looper生成Handler实例
  • 调用Looper.loop()实现消息循环

明白上面的实现步骤,HandlerThread的实现也就简单了,其实现为:

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@Override
public void run() {
  mTid = Process.myTid();
    Looper.prepare();
    synchronized (this) {
      mLooper = Looper.myLooper();
      notifyAll();
    }
    Process.setThreadPriority(mPriority);
    onLooperPrepared();
    Looper.loop();
    mTid = -1;
}

确实很简单,无需赘述。

Handler原理

要理解Handler的原理,理解如下几个概念即可茅塞顿开。

  • Message 意为消息,发送到Handler进行处理的对象,携带描述信息和任意数据。
  • MessageQueue 意为消息队列,Message的集合。
  • Looper 有着一个很难听的中文名字,消息泵,用来从MessageQueue中抽取Message,发送给Handler进行处理。
  • Handler 处理Looper抽取出来的Message。

如何使用

HandlerThread使用起来很容易,首先需要进行初始化。

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private Handler mHandler;
private LightTaskManager() {
    HandlerThread workerThread = new HandlerThread("LightTaskThread");
    workerThread.start();
    mHandler = new Handler(workerThread.getLooper());
}

注意:上面的workerThread.start();必须要执行。

至于如何使用HandlerThread来执行任务,主要是调用Handler的API

  • 使用post方法提交任务,postAtFrontOfQueue将任务加入到队列前端,postAtTime指定时间提交任务,postDelayed延后提交任务。
  • 使用sendMessage方法可以发送消息,sendMessageAtFrontOfQueue将该消息放入消息队列前端,sendMessageAtTime 指定时间发送消息,sendMessageDelayed延后提交消息。

通过包裹Handler API,我们可以实现如下代码(仅post相关方法):

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public void post(Runnable run) {
    mHandler.post(run);
}

public void postAtFrontOfQueue(Runnable runnable) {
    mHandler.postAtFrontOfQueue(runnable);
}

public void postDelayed(Runnable runnable, long delay) {
    mHandler.postDelayed(runnable, delay);
}

public void postAtTime(Runnable runnable, long time) {
    mHandler.postAtTime(runnable, time);
}

控制优先级

了解到如何使用之外,关于HandlerThread的使用需要上升一个界别,那就是优化。这里的优化主要是合理调整HandlerThread的优先级。

HandlerThread的默认优先级是Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT,具体值为0。线程的优先级的取值范围为-20到19。优先级高的获得的CPU资源更多,反之则越少。-20代表优先级最高,19最低。0位于中间位置,但是作为工作线程的HandlerThread没有必要设置这么高的优先级,因而需要我们降低其优先级。

可控制的优先级

  • THREAD_PRIORITY_DEFAULT,默认的线程优先级,值为0。
  • THREAD_PRIORITY_LOWEST,最低的线程级别,值为19。
  • THREAD_PRIORITY_BACKGROUND 后台线程建议设置这个优先级,值为10。
  • THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE 相对THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微优先,值为-1。
  • THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE 相对THREAD_PRIORITY_DEFAULT稍微落后一些,值为1。

以上的这些优先级都是可以在程序中设置的,除此之外还有不可控的优先级均有系统进行自动调整。

如何修改权限

最通用的就是在run方法中,加入合理的设置优先级代码,比如

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Runnable run = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        android.os.Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    }
};
LightTaskManager.getInstance().post(run);

上述方法不仅适用于HandlerThread,也可以适用于其他的线程。

除此之外,HandlerThread的构造方法也提供了设置优先级的功能。用法如下:

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HandlerThread workerThread = new HandlerThread("LightTaskThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

关于设置优先级,系统的AsyncTask已经开始进行了默认设置,将线程的优先级设置成THREAD_PRIORITY_BACKGROUND了。

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public AsyncTask() {
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //noinspection unchecked
            Result result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();
            return postResult(result);
        }
    };
}

关于Android中线程的调度详情,请参考剖析Android中进程与线程调度之nice

应用场景

我们可以使用HandlerThread处理本地IO读写操作(数据库,文件),因为本地IO操作大多数的耗时属于毫秒级别,对于单线程 + 异步队列的形式 不会产生较大的阻塞。因此在这个HandlerThread中不适合加入网络IO操作。

对于本地IO读取操作,我们可以使用postAtFrontOfQueue方法,快速将读取操作加入队列前端执行,必要时返回给主线程更新UI。示例场景,从数据库中读取数据展现在ListView中。注意读取也是需要花费一定时间,推荐在数据展示之前有必要的用户可感知进度提示。

对于本地IO写操作,根据具体情况,选择post或者postDelayed方法执行。比如SharedPreference commit,或者文件写入操作。


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