當用戶輸入城市名稱，然后單擊按鈕進行查詢后，程序會調用Google API的接口獲得指定城市的當日天氣情況。由于需要訪問網(wǎng)絡，所以當網(wǎng)絡出現(xiàn)異常或者服務繁忙的時候都會使訪問網(wǎng)絡的動作很耗時。本文為了 要演示超時的現(xiàn)象，只需要制造一種網(wǎng)絡異常的狀況，最簡單的方式就是斷開網(wǎng)絡連接，然后啟動該程序，同時觸發(fā)一個用戶事件，比如按一下MENU鍵， 由于主線程因為網(wǎng)絡異常而被長時間阻塞，所以用戶的按鍵事件在5秒 鐘內(nèi)得不到響應，Android會 提示一個程序無法響應的異常，如下圖：
該對話框會詢問用戶 是繼續(xù)等待還是強行退出程序。當你的程序需要去訪問未知的網(wǎng)絡的時候都會可能會發(fā)生類似的超時的情況，用戶的響應得不到及時的回應會大大的降低用戶體驗。 所以我們需要參試以別的方式來實現(xiàn)
2.1 子線程更新UI
顯然如果你的程序需要執(zhí)行耗時的操作的話，如果像上例一樣由主線程來負責執(zhí)行 該操作是錯誤的。所以我們需要在onClick方 法中創(chuàng)建一個新的子線程來負責調用GOOGLE API來獲得天氣數(shù)據(jù)。剛接觸Android的 開發(fā)者最容易想到的方式就是如下：
public void onClick(View v) {
//創(chuàng)建一個子線程執(zhí)行耗時的從網(wǎng)絡上獲取天氣信息的操作
new Thread() {
@Override
public void run() {
//獲得用戶輸入的城市名稱
String city = editText.getText().toString();
//調用Google 天氣API查詢指定城市的當日天氣 情況
String weather = getWetherByCity(city);
//把天氣信息顯示在title上
setTitle(weather);
}
}.start();
}
但是很不幸，你會發(fā) 現(xiàn)Android會 提示程序由于異常而終止。為什么在其他平臺上看起來很簡單的代碼在Android上運行的時候依然會出錯呢？如果你觀察LogCat中打印的日志信息就會發(fā)現(xiàn)這樣的錯誤日志：
android.view.ViewRoot$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
從錯誤信息不難看出Android禁 止其他子線程來更新由UI thread創(chuàng)建的試圖。本例中顯示天氣信息的title實際是就是一個由UI thread所創(chuàng)建的TextView，所以參試在一個子線程中去更改TextView的時候就出錯了。這顯示違背了單線程模型的原則：Android UI操作并不是線程安全的并且這些操作必須在UI線 程中執(zhí)行
2.2 Message Queue
在單線程模型下，為 了解決類似的問題，Android設 計了一個Message Queue(消息隊列)， 線程間可以通過該Message Queue并結合Handler和Looper組 件進行信息交換。下面將對它們進行分別介紹：
l Message Queue
Message Queue是一個消息隊列，用來存放通過Handler發(fā) 布的消息。消息隊列通常附屬于某一個創(chuàng)建它的線程，可以通過Looper.myQueue()得 到當前線程的消息隊列。Android在 第一啟動程序時會默認會為UI thread創(chuàng)建一個關聯(lián)的消息隊列，用來管理程序的一些上層組件，activities，broadcast receivers 等等。你可以在自己的子線程中創(chuàng)建Handler與UI thread通訊。
l Handler
通過Handler你 可以發(fā)布或者處理一個消息或者是一個Runnable的 實例。沒個Handler都 會與唯一的一個線程以及該線程的消息隊列管理。當你創(chuàng)建一個新的Handler時候，默認情況下，它將關聯(lián)到創(chuàng)建它的這個線程和該線程的消息隊列。也就是說，如果你通過Handler發(fā) 布消息的話，消息將只會發(fā)送到與它關聯(lián)的這個消息隊列，當然也只能處理該消息隊列中的消息。
主要的方法有：
1) public final boolean sendMessage(Message msg)
把消息放入該Handler所 關聯(lián)的消息隊列，放置在所有當前時間前未被處理的消息后。
2) public void handleMessage(Message msg)
關聯(lián)該消息隊列的線 程將通過調用Handler的handleMessage方 法來接收和處理消息，通常需要子類化Handler來 實現(xiàn)handleMessage。
l Looper
Looper扮演著一個Handler和 消息隊列之間通訊橋梁的角色。程序組件首先通過Handler把 消息傳遞給Looper，Looper把 消息放入隊列。Looper也 把消息隊列里的消息廣播給所有的Handler，Handler接 受到消息后調用handleMessage進 行處理。
1) 可以通過Looper類 的靜態(tài)方法Looper.myLooper得 到當前線程的Looper實 例，如果當前線程未關聯(lián)一個Looper實 例，該方法將返回空。
2) 可以通過靜態(tài)方法Looper. getMainLooper方法得到主線程的Looper實 例
線程，消息隊列，Handler，Looper之 間的關系可以通過一個圖來展示：
在了解了消息隊列及 其相關組件的設計思想后，我們將把天氣預報的案例通過消息隊列來重新實現(xiàn)：
在了解了消息隊列及其相關組件的設計思想后，我們將把天氣預報的案例通過消息隊列來重新實現(xiàn)：
private EditText editText;
private Handler messageHandler;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
editText = (EditText) findViewById(R.id.weather_city_edit);
Button button = (Button) findViewById(R.id.goQuery);
button.setOnClickListener(this);
//得到當前線程 的Looper實例，由于 當前線程是UI線程也可以 通過Looper.getMainLooper()得到
Looper looper = Looper.myLooper();
//此處甚至可以 不需要設置Looper，因為 Handler默認就使用當 前線程的Looper
messageHandler = new MessageHandler(looper);
}
@Override
public void onClick(View v) {
//創(chuàng)建一個子線 程去做耗時的網(wǎng)絡連接工作
new Thread() {
@Override
public void run() {
//活動用戶輸入 的城市名稱
String city = editText.getText().toString();
//調用Google 天氣API查詢指定城 市的當日天氣情況
String weather = getWetherByCity(city);
//創(chuàng)建一個Message對象，并把得 到的天氣信息賦值給Message對象
Message message = Message.obtain();
message.obj = weather;
//通過Handler發(fā)布攜帶有天 氣情況的消息
messageHandler.sendMessage(message);
}
}.start();
}
//子類化一個Handler
class MessageHandler extends Handler {
public MessageHandler(Looper looper) {
super(looper);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//處理收到的消 息，把天氣信息顯示在title上
setTitle((String) msg.obj);
}
}
通過消息隊列改寫過后的天氣預報程序已經(jīng)可以成功運行，因為Handler的handleMessage方法實 際是由關聯(lián)有該消息隊列的UI thread調用，而在UI thread中更新title并沒有違背Android的單線程模型的原 則。
2.3 AsyncTask
雖然借助消息隊列已經(jīng)可以較為完美的實現(xiàn)了天氣預報的功能，但是你還是不得不自己管理子線程，尤其當你的需要有一些復雜的邏輯以及需要頻繁的更新UI的時候，這樣的方式使得你的代碼難以閱讀和理解。
幸運的是Android另外提供了一個工具類：AsyncTask。它使得UI thread的使用變得異常簡單。它使創(chuàng)建需要與用戶界面交互的長時間運行的任務變得更簡單，不需要借助線程和Handler即可實現(xiàn)。
1) 子類化AsyncTask
2) 實現(xiàn)AsyncTask中定義的下面一個或幾個方法
? onPreExecute(), 該方法將在執(zhí)行實際的后臺操作前被UI thread調用。可以在該方法中做一些準備工作，如在界面上顯示一個進度條。
? doInBackground(Params...), 將在onPreExecute 方法執(zhí)行后馬上執(zhí)行，該方法運行在后臺線程中。這里將主要負責執(zhí)行那些很耗時的后臺計算工作。可以調用publishProgress方法來更新實時的任務進度。該方法是抽象方法，子類必須實現(xiàn)。
? 3. onProgressUpdate(Progress...),在publishProgress方 法被調用后，UI thread將調用這個方法從而在界面上展示任務的進展情況，例如通過一個進度條進行展示。
? 4. onPostExecute(Result), 在doInBackground 執(zhí)行完成后，onPostExecute 方法將被UI thread調用，后臺的計算結果將通過該方法傳遞到UI thread.
為了正確的使用AsyncTask類，以下是幾條必須遵守的準 則：
1) Task的實例 必須在UI thread中創(chuàng)建
2) execute方 法必須在UI thread中調用
3) 不要手動的調用onPreExecute(), onPostExecute(Result)，doInBackground(Params...), onProgressUpdate(Progress...)這幾個方法
4) 該task只能被執(zhí)行一次，否則多次調用時將會出現(xiàn)異常
下面我們將通過AsyncTask并且嚴格遵守上面的4條準則來改寫天氣預報的例子：
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
editText = (EditText) findViewById(R.id.weather_city_edit);
Button button = (Button) findViewById(R.id.goQuery);
button.setOnClickListener(this);
}
public void onClick(View v) {
//獲得用戶輸 入的城市名稱
String city = editText.getText().toString();
//必須每次都 重新創(chuàng)建一個新的task實例進行 查詢，否則將提示如下異常信息
//the task has already been executed (a task can be executed only once)
new GetWeatherTask().execute(city);
}
class GetWeatherTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
String city = params[0];
//調用Google 天氣API查詢指定 城市的當日天氣情況
return getWetherByCity(city);
}
protected void onPostExecute(String result) {
//把doInBackground處理的結果 即天氣信息顯示在title上
setTitle(result);
}
}
注意這行代 碼：new GetWeatherTask().execute(city); 值得一提的是必須每次都重新創(chuàng)建一個新的GetWeatherTask來執(zhí)行后臺任務，否則Android會提示“a task can be executed only once”的錯誤信息。
經(jīng)過改寫后的 程序不僅顯得非常的簡潔，而且還減少了代碼量，大大增強了可讀性和可維護性。因為負責更新UI的onPostExecute方 法是由UI thread調用，所以沒有違背單線程模型的原則。良好的AsyncTask設計大大降低了我們犯錯誤的幾率。
5綜述
本文首先大致介紹了Android的單線程模型及其原則。然后通過一個真實案例展示剛接觸Android的 開發(fā)人員在不理解Android的 單線程模型下容易犯的錯誤。最后通過幾種正確的方式實現(xiàn)該案例，進一步認識和理解Android的單線程模型及其原則。由于更多地關注線程模型，本文或許不足以幫助讀者全面的認識Android技 術，關于文中提到的其他技術細節(jié)以及Android的 其他相關技術可以訪問Android的 官方網(wǎng)站進行進一步的了解和學習。