Android 开发笔记 “线程交互（Handler+Thread 和 AsyncTask）”
为什么需要线程
假设需要开发一个联网应用程序，需要从一个网址抓取网页内容，这里读取的网页地址是笔者在本地机器上自己建立的服务器地址。当然在读取网页内容的时候，可以使用HttpClient提供的API，但是这并不是本文的介绍重点。缺乏联网程序开发经验的程序员可能写出下面的代码。
package com.ophone.network; //这里为了节省篇幅，忽略了import项 public class NetworkActivity extends Activity { // 显示任务的执行状态和返回结果 private TextView message; private Button open; private EditText url; @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); message = (TextView) findViewById(R.id.message); url = (EditText) findViewById(R.id.url); open = (Button) findViewById(R.id.open); open.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { public void onClick(View arg0) { connect(); } }); } private String connect() { try { HttpClient client = new DefaultHttpClient(); // params[0]代表连接的url HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString()); HttpResponse response = client.execute(get); HttpEntity entity = response.getEntity(); long length = entity.getContentLength(); InputStream is = entity.getContent(); String s = null; if (is != null) { ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buf = new byte[128]; int ch = -1; int count = 0; while ((ch = is.read(buf)) != -1) { baos.write(buf, 0, ch); count += ch; // 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠1000ms Thread.sleep(50000); } s = new String(baos.toByteArray()); } // 返回结果 return s; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } }
网络连接通常是比较耗时的，尤其是在当前的GPRS这种低速率的网络情况下，这样connect()方法可能需要3-5秒，
甚至更长的时间才能返回页面的内容。如果此连接动作直接在主线程，也就是UI线程中处理，会发生什么情况呢?
为了在模拟器中更好的模拟网络读取速度慢的情况，
笔者在读取过程中让线程休眠了50秒，
运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。意外发生了，
按钮长时间没有反应，整个界面似乎是“死”掉了。系统随后显示出了 ANR(应用程序无响应)
在线程中联网
为什么出现ANR?答案是联网动作阻塞在了主线程，长时间没有返回，这样OPhone弹出ANR错误。这个错误提示我们，
如果否个任务可能需要长时间的运行才能返回，则必须把这个任务放置到单独线程中运行，
避免阻塞UI线程。Java语言内置了对线程的支持，可以使用Thread类创建一个新线程，然后在run()方法中读取网页的内容，
获得页面内容后调用TextView.setText()更新界面。修改后的connect()
方法如下所示：
private void connect() { new Thread() { public void run() { try { HttpClient client = new DefaultHttpClient(); // params[0]代表连接的url HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString()); HttpResponse response = client.execute(get); HttpEntity entity = response.getEntity(); long length = entity.getContentLength(); InputStream is = entity.getContent(); String s = null; if (is != null) { ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buf = new byte[128]; int ch = -1; int count = 0; while ((ch = is.read(buf)) != -1) { baos.write(buf, 0, ch); count += ch; } s = new String(baos.toByteArray()); message.setText(s); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); }
重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。程序并没有像预期的那种获得网页的内容，并显示到TextView上。查看log可以看到在connect的执行过程中抛出了异常。接下来分析问题的所在。
使用Handler更新界面
其实，connect()方法中抛出的异常是由于界面更新引起的。Connect()方法直接在新启动的线程中调用message.setText()方法是不正确的。OPhone平台只允许在主线程中调用相关View的方法来更新界面。如果返回结果在新线程中获得，那么必须借助Handler来更新界面。为此，在NetworkActivity中创建一个Handler对象，并在handleMessage()中更新UI。
//Task在另外的线程执行，不能直接在Task中更新UI，因此创建了Handler private Handler handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { String m = (String) msg.obj; message.setText(m); } };
当从connect()方法中获得网页内容后，使用如下方法更新界面。
s = new String(baos.toByteArray()); Message mg = Message.obtain(); mg.obj = s; handler.sendMessage(mg);
重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮，正确读取了网页的内容。
AsyncTask
看上去修改后的connect()方法已经可用了，但是这种匿名程的方式是存在缺陷的：第一，线程的开销较大，如果每个任务都要创建一个线程，那么应用程序的效率要低很多;第二，线程无法管理，匿名线程创建并启动后就不受程序的控制了，如果有很多个请求发送，那么就会启动非常多的线程，系统将不堪重负。另外，前面已经看到，在新线程中更新UI还必须要引入handler，这让代码看上去非常臃肿。
为了解决这一问题，OPhone在1.5版本引入了AsyncTask。AsyncTask的特点是任务在主线程之外运行，而回调方法是在主线程中执行，这就有效地避免了使用Handler带来的麻烦。阅读AsyncTask的源码可知，AsyncTask是使用java.util.concurrent 框架来管理线程以及任务的执行的，concurrent框架是一个非常成熟，高效的框架，经过了严格的测试。这说明AsyncTask的设计很好的解决了匿名线程存在的问题。
AsyncTask是抽象类，子类必须实现抽象方法doInBackground(Params... p) ，在此方法中实现任务的执行工作，比如连接网络获取数据等。通常还应该实现onPostExecute(Result r)方法，因为应用程序关心的结果在此方法中返回。需要注意的是AsyncTask一定要在主线程中创建实例。AsyncTask定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result。
- Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL。
- Progress 后台任务执行的百分比。
- Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String。
- AsyncTask的执行分为四个步骤，与前面定义的TaskListener类似。每一步都对应一个回调方法，需要注意的是这些方法不应该由应用程序调用，开发者需要做的就是实现这些方法。在任务的执行过程中，这些方法被自动调用。
- onPreExecute() 当任务执行之前开始调用此方法，可以在这里显示进度对话框。
- doInBackground(Params...) 此方法在后台线程执行，完成任务的主要工作，通常需要较长的时间。在执行过程中可以调用publicProgress(Progress...)来更新任务的进度。
- onProgressUpdate(Progress...) 此方法在主线程执行，用于显示任务执行的进度。
- onPostExecute(Result) 此方法在主线程执行，任务执行的结果作为此方法的参数返回。
PageTask扩展了AsyncTask，在doInBackground()方法中读取网页内容。PageTask的源代码如下所示：
// 设置三种类型参数分别为String,Integer,String class PageTask extends AsyncTask<String, Integer, String> { // 可变长的输入参数，与AsyncTask.exucute()对应 @Override protected String doInBackground(String... params) { try { HttpClient client = new DefaultHttpClient(); // params[0]代表连接的url HttpGet get = new HttpGet(params[0]); HttpResponse response = client.execute(get); HttpEntity entity = response.getEntity(); long length = entity.getContentLength(); InputStream is = entity.getContent(); String s = null; if (is != null) { ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buf = new byte[128]; int ch = -1; int count = 0; while ((ch = is.read(buf)) != -1) { baos.write(buf, 0, ch); count += ch; if (length > 0) { // 如果知道响应的长度，调用publishProgress（）更新进度 publishProgress((int) ((count / (float) length) * 100)); } // 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠100ms Thread.sleep(100); } s = new String(baos.toByteArray()); } // 返回结果 return s; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } @Override protected void onCancelled() { super.onCancelled(); } @Override protected void onPostExecute(String result) { // 返回HTML页面的内容 message.setText(result); } @Override protected void onPreExecute() { // 任务启动，可以在这里显示一个对话框，这里简单处理 message.setText(R.string.task_started); } @Override protected void onProgressUpdate(Integer... values) { // 更新进度 message.setText(values[0]); } }
执行PageTask非常简单，只需要调用如下代码。重新运行NetworkActivity，不但可以抓取网页的内容，还可以实时更新读取的进度。读者尝试读取一个较大的网页，看看百分比的更新情况。
PageTask task = new PageTask(); task.execute(url.getText().toString());
总结
本文介绍了OPhone联网应用开发中应该注意的两个问题：线程管理和界面更新。不但分析了问题的所在，也给出了多种解决方案。这里笔者推荐使用AsyncTask处理联网，播放大尺寸媒体文件等较为耗时的工作，不但执行效率高，也可以节省代码。
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