Android的进程与线程（3）线程安全问题

当一个程序启动的时候，系统会为程序创建一个名为main的线程。这个线程重要性在于它负责把事件分发给适合的用户组件，这些事件包括绘制事件。并且这个线程也是你的程序与AndroidUI工具包中的组件（比如android.widget和android.view包中的组件）进行交互的线程。正因为如此，这个main线程有时也被称为UI线程。

系统并不会为组件的每个实例都创建一个单独的线程。运行在同一个进程中的所有组件都是在UI线程中实例化的，并且系统对这些组件的调用都是由UI分发的。所以，对系统的回调做出回应的方法都是运行在进程中的UI线程中的（比如，用于报告用户操作的onKeyDown()方法，或者生命周期回调方法）。

比如，当用户按下了屏幕上的一个按钮，你程序的UI线程就会将这个触屏事件分发给这个button组件，然后这个组件会依次设置它的按下状态，并向事件队列发送一个无效请求（postaninvalidaterequesttotheeventqueue）。然后UI线程将这个请求弹出队列，并通知这个组件使其重绘。

当你的程序在为了响应用户事件，而频繁的执行操作的时候，除非你能很恰当的实现你的程序，否则的话，可能会给用户带来不好的体验。特别是，如果让程序中所有的工作都在主线程中完成的时候，像访问互联网或者数据库这些需要长时间的操作将会堵塞整个UI。当UI线程被阻塞的时候，所有的事件都不能被分发，包括绘制事件。从用户的角度来讲，这时这个程序就像终止了一样。更糟糕的是，如果UI线程被堵塞超过5秒钟的话，系统将会弹出一个“applicationnotresponing”(ANR)对话框。然后用户可能就会决定放弃你的这个程序甚至选择卸载。

另外，Android的UItoolkit不是线程安全的。所以，你不能在你的其他线程中处理UI，你的所有的UI方面的工作都应该在UI线程来完成。这里，有两条关于Android单线程模型的规则：

1.不要堵塞UI线程

2.不要在UI线程之外访问AndroidUItoolkit

workerthread

正是因为上面讨论的这种单线程模型，为了程序的响应速度，你是绝不能堵塞UI线程的。如果你要做的工作不是瞬时就能完成的，那么你就应该在新的线程（"background"或者“worker”线程）中处理它们。

比如，下面是关于单击一个监听器来在一个单独的线程中下载一张图片，并使用ImageView显示该图片的代码：

public void onClick(View v){
new Thread(new Runnable(){
Bitma b = loadImageFromNetwork("http://examble.com/image.png");
mImageView.setImageBitmap(b);
}).start();
}

乍看起来的话，这段代码好像是没问题的，它创建一个新的线程来处理联网操作。然而它违反了上面的第二条规则：不能在UI线程之外访问AndroidUitookit，因为这个例子中在新的worker线程中修改了ImageView，而不是在UI线程中。这样做将会导致未定义或者意料不到的行为发生，这对于发现这个错误来说，将是很难很耗时的。

为了解决这个问题，Android提供如下的方式，来实现从其他线程中访问UI线程。下面是具体方法：

Activity.runOnUiThread(Runnable)
View.post(Runnable)
View.postDelayed(Runnable, long)

比如，你可以使用View.post(Runnable)来修复上面的代码：

public void onClick(View v){
new Thread(new Runnable(){
public void run(){
final Bitmap bitmap = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");
mImageView.post(new Runnable(){
public void run(){
mImageView.setImageBitmap(bitmap);
}
});
}
}).start();
}

现在这种实现方式，就是线程安全的了：联网的操作在一个单独线程中完成，而ImageView的处理是在UI线程中完成的。

然而，当随着操作的复杂性提高的时候，上面的代码可能会变得复杂，并且不容易维护。为了使用worker线程处理更复杂的操作，你可以考虑在你的worker线程使用Handler来处理从UI线程中分发过来的消息。或许最好的方式，是通过继承AsyncTask这个类，这简化了worker线程需要同UI进行交互的过程。下面介绍怎样使用AsyncTask。

AsyncTask允许你对于UI执行异步的操作。它在worker线程中执行耗时的操作，然后在UI线程中更新结果，在这个过程中不需要你去处理线程或者handlers。

为了使用AsyncTask，你必须继承AsyncTask并实现doInBackground回调方法，这些回调方法运行在后台线程的池中（runinapoolofbackgroundthreads）。为了更新你的UI，你应该实现onPostExecute()方法，这个方法将doInBackground()方法中的处理结果传递到UI线程中，这样，你就可以安全的更新你的UI了。然后你就可以在UI线程中调用execute()方法来实现这整个过程了。

比如，你可以通过使用AsyncTask来修改上面的代码：

public void onClick(View v){
new DownloadImageTask().execute("http://example.com/image.png");
}
private class DownloadImageTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap>{
/**The sytem calls this to perform work in worker thread and delivers it the parameters given to AsyncTask.execute()*/
procted Bitmap doInBackground(String... urls){
return loadImageFromNetwork(urls[0]);
}
/**系统调用该方法来在更新UI线程，并将doInbackground()的结果返回出来*/
protected void onPostExecute(Bitmap result){
mImageView.setImageBitmap(result);
}
}

现在这个Ui是安全的，并且代码更简单。下面是对AsyncTask的一个简单介绍：

-你可以通过使用泛型，来指定参数的类型，进度值（theprogressvalues）和thefinalvalueofthetask。

-方法doInBackground()将自动在worker线程中执行

-onPreExecute()，onPostExecute()和onProgressUpdate()方法都是在UI线程中触发的

-doInBackground()方法的结果将返回到onPostExecute()方法中

-在doInbackground()方法中，你可以在任意的时间通过调用publishprogress()来在主线程中执行onProgressUpdate()

-你可以从任何线程中取消当前的task

这里有一点需要注意的是当使用worker线程时，可能会因为设备运行时配置发生了改变（比如屏幕翻转），而导致worker线程重启。

参考文档：http://developer.android.com/guide/topics/fundamentals/processes-and-threads.html