Android 子线程中更新UI 详解

程序员文章站 2022-06-10 23:36:02

...

来源：

https://blog.csdn.net/shift_wwx/article/details/81012146

前言：

Android 官方有句话：“The Android UI toolkit is not thread-safe and the view must always be manipulated on the UI thread.”

这句话可能会给人误解，认为android 中ui 的操作必须要在UI 线程中进行，但这里通过android 的source code 最终会发现其实通过子线程也是可以做到的，只不过需要了解其中的详细的流程。

另外，这里强调的是在子线程中更新UI，而不是通过子线程异步的方式去更新UI 线程中的UI（有点绕）。

https://developer.android.com/guide/components/processes-and-threads

这里说的其实是通过线程去异步更新UI，最终还是通过UI 线程去更新，跟这里的主题不一样的。

实例引路：

public class ShowThreadUI extends Activity implements OnClickListener {
    private static final String TAG = "ShowThreadUI";

    private Button mTestButton;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        
        setContentView(R.layout.show_thread_ui);

        mTestButton = (Button) findViewById(R.id.show_1);

        initTestButton();
    }

    private void initTestButton() {
        mTestButton.setOnClickListener(this);

        Button show_2 = (Button) findViewById(R.id.show_2);
        show_2.setOnClickListener(this);

        Button show_3 = (Button) findViewById(R.id.show_3);
        show_3.setOnClickListener(this);
    }

    private void testShow1() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                WindowManager windowManager = getWindowManager();
                TextView textView = new TextView(getApplicationContext());
                textView.setText("test 1");
                textView.setTextColor(0x54FF9F);
                windowManager.addView(textView, new WindowManager.LayoutParams());
            }
        }).start();
    }
    
    private void testShow2() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTestButton.setText("button text changed");
            }
        }).start();
    }
    
    private void testShow3() {
        new TestThread().start();
    }
    
    class TestThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            Looper.prepare();
            TextView tx = new TextView(ShowThreadUI.this);
            tx.setText("show me, show me");
            tx.setTextColor(0x0000EE);
            tx.setGravity(Gravity.CENTER);
            WindowManager wm = ShowThreadUI.this.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams(
                    250, 150, 200, 200, WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW,
                    WindowManager.LayoutParams.TYPE_TOAST, PixelFormat.OPAQUE);
            wm.addView(tx, params);
            Looper.loop();
        }
    }

    @Override
    public void onClick(View view) {
        int id = view.getId();
        switch (id) {
            case R.id.show_1:
                testShow1();
                break;
            case R.id.show_2:
                testShow2();
                break;
            case R.id.show_3:
                testShow3();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

1、点击button 1

这个时候会报错：

--------- beginning of crash
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: Thread-2
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: Process: com.shift.testapp, PID: 2296
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: java.lang.RuntimeException: Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.os.Handler.<init>(Handler.java:204)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.os.Handler.<init>(Handler.java:118)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl$ViewRootHandler.<init>(ViewRootImpl.java:3679)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl.<init>(ViewRootImpl.java:4012)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.view.WindowManagerGlobal.addView(WindowManagerGlobal.java:346)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at android.view.WindowManagerImpl.addView(WindowManagerImpl.java:94)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at com.shift.testapp.ShowThreadUI$1.run(ShowThreadUI.java:46)
11-07 06:11:24.118  2296  2398 E AndroidRuntime: 	at java.lang.Thread.run(Thread.java:764)

从堆栈信息来看最终会在 ViewRootImpl 中的ViewRootHandler 触发错误，先来看下ViewRootHandler：

    final class ViewRootHandler extends Handler {
        @Override
        public String getMessageName(Message message) {

在构造的时候出错的，来看下Handler 的204行：

    public Handler(Callback callback, boolean async) {
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
            final Class<? extends Handler> klass = getClass();
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                    klass.getCanonicalName());
            }
        }

        mLooper = Looper.myLooper();
        if (mLooper == null) {
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

可以看到最终原因是Handler 中获取Looper 为null。

重新梳理流程，button 1 点击的时候会新开一个线程，在这个线程里创建了UI，WindowManager在addView 的时候会创建ViewRootImpl，其中的Handler 必须要依赖线程中的Looper，Android异步消息处理线程之----Looper+MessageQueue+Handler 中提到Handler 是运行在创建它的线程中，而每个Handler 中的Looper 需要跟Thread 一一对应，换句话说，就是Thread中的Handler 必须有个跟Thread对应的Looper，而这里显然是为null。

结论，通过WindowManger addView 方式创建UI 的时候，需要伴随着创建Looper，Handler 需要。

2、点击button 2

这个时候会报错：

--------- beginning of crash
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: Thread-2
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: Process: com.shift.testapp, PID: 2422
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:7334)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1165)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.checkForRelayout(TextView.java:8531)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5394)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5250)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5207)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at com.shift.testapp.ShowThreadUI$2.run(ShowThreadUI.java:55)
11-07 06:12:01.827  2422  2471 E AndroidRuntime: 	at java.lang.Thread.run(Thread.java:764)

在ViewRootImpl requestLayout 的时候会调用checkThread：

    void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

mThread 现在是创建ViewRootImpl 时候的Thread，而这里Thread.currentThread 现在是当前运行的Thread，上面的button 1 中再WindowManger addView 的时候会创建ViewRootImpl，那在activity 中正常运行情况下是什么时候呢？下面会继续说明的。

结论，线程之前创建的View或者UI，在线程中是无法更新的，只有在创建UI的线程中更新该UI。

3、点击button 3

顺利运行，跟button 1 中流程唯一区别就是添加了Looper，证明了button 1 中说到的结论。

修改实例

在原来实例的基础上，我们进行一个修改，如下：

public class ShowThreadUI extends Activity implements OnClickListener {
    private static final String TAG = "ShowThreadUI";

    private Button mTestButton;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        
        setContentView(R.layout.show_thread_ui);

        mTestButton = (Button) findViewById(R.id.show_1);
        testShow4();

        initTestButton();
    }

	...
	...

    private void testShow4() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTestButton.setText("Text changed");
            }
        }).start();
    }

}

在原先的基础上多加了testShow4()，也是在子线程中更新UI。这个时候有人可能看出来，这里跟上面的button 2 处理的流程是一样的，应该会报一样的错误吧？实际并非如此，这里运行之后是正常的。并不是说在onCreate() 中创建子线程就可以正常运行，如果在setText() 函数之前加上200ms 的延时，修改代码如下：

    private void testShow4() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(200);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                mTestButton.setText("Text changed");
            }
        }).start();
    }

运行结果如下，会同样出现报错：

11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: Thread-2
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: Process: com.shift.testapp, PID: 1937
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:7334)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1165)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.view.View.requestLayout(View.java:21999)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.checkForRelayout(TextView.java:8531)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5394)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5250)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at android.widget.TextView.setText(TextView.java:5207)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at com.shift.testapp.ShowThreadUI$3.run(ShowThreadUI.java:76)
11-05 00:04:36.256  1937  1976 E AndroidRuntime: 	at java.lang.Thread.run(Thread.java:764)
11-05 00:04:36.273   692  3641 W ActivityManager:   Force finishing activity com.shift.testapp/.ShowThreadUI

这里的200ms 延迟为什么会导致结果有这么大的反差，那主要是看在启动activity 的时候onCreate() 之后的200ms 中做了些什么了。如果不加延时，将testShow4() 放到onResume 中是否也能正常呢？

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        
        testShow4();
    }

答案是可以运行的。那也就是说子线程更新UI 跟Activity 的生命周期并没有直接关系，而是跟Activity 启动过程中某个特殊流程有关系。

从log 中我们看到setText() 最后是触发ViewRootImpl 的checkThread() 函数，要求创建View 的Thread 必须是跟更新View 的Thread 是一个，那结合上面onCreate()、onResume() 可行性，大胆猜测下在这个时候并没有创建ViewRootImpl，更不会调用到其中的checkThread() 函数。

下面来只需要确认ViewRootImpl 是什么时候创建的即可。

1、handleLaunchActivity

    private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent, String reason) {

        ...
        ...

        // Make sure we are running with the most recent config.
        handleConfigurationChanged(null, null); //onConfigurationChanged就是这里

        ...
        ...

        WindowManagerGlobal.initialize(); //获取WMS

        Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent); //onCreate()就是在这里，第一次onStart也在这里

        if (a != null) {
            r.createdConfig = new Configuration(mConfiguration);
            reportSizeConfigurations(r);
            Bundle oldState = r.state;
            handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
                    !r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed, r.lastProcessedSeq, reason);

            ...
            ...

        }
		
	...
	...
    }

详细的流程可以看下source code，这里主要确认onCreate() 中并没有View 相关的创建，其中：

WindowManagerGlobal.initialize();

这个应该是在系统刚起来的时候初始化，系统起来之后应该不需要。

performLaunchActivity() 中activity.attach() 也很重要，很多初始化工作，例如，window、mUiThread等等。

2、handleResumeActivity

    final void handleResumeActivity(IBinder token,
            boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {

        ...
        ...

        // TODO Push resumeArgs into the activity for consideration
	//onRestart、onStart、onResume都在这里，当然，如果不是在stop状态，直接onResume，onStart会在launch的时候触发
        r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);

        if (r != null) {

            ...
            ...

            // The window is now visible if it has been added, we are not
            // simply finishing, and we are not starting another activity.
            if (!r.activity.mFinished && willBeVisible
                    && r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {
                ...
                ...

                if (r.activity.mVisibleFromClient) {
                    r.activity.makeVisible();
                }
            }

            ...
            ...

        }
    }

详细的流程看source code，主要是一些初始化的工作，例如window、DectorView等等，如果是stopped 状态会在这里调用到onRestart、onStart、onResume 等流程。

主要来看下Activity 中的makeVisible()：

    void makeVisible() {
        if (!mWindowAdded) {
            ViewManager wm = getWindowManager();
            wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
            mWindowAdded = true;
        }
        mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
    }

最后看下WindowManager 中addView()：（具体看WindowManagerImpl）

    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        android.util.SeempLog.record_vg_layout(383,params);
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
    }

会调用到WindowManagerGlobal 中addView()：

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        ...
        ...

        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;

        synchronized (mLock) {
            ...
            ...

            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

            view.setLayoutParams(wparams);

            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);

            // do this last because it fires off messages to start doing things
            try {
                root.setView(view, wparams, panelParentView);
            } catch (RuntimeException e) {
                // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
                if (index >= 0) {
                    removeViewLocked(index, true);
                }
                throw e;
            }
        }
    }

最后ViewRootImpl 是在这里创建的，所以，在上面onResume() 中调用testShow4() 也是可以的，因为onResume() 也是在ViewRootImpl 创建之前。

其实，从这段code 还可以发现，只要在View 创建的时候，也就是在root.setView() 之前利用子线程都是可以的。

总结

1、子线程是可以更新UI的，并不是一定要在UI线程中

2、子线程更新UI 跟Activity 的生命周期并没有直接关系，onResume 的时候也能通过子线程更新UI

2、子线程更新UI 需要在Handler 中进行（如果button 1的线程），所以，给子线程必须要配备一个对应的Looper

附加：

1、访问UI 线程的几种方法

详细可以参考：https://developer.android.com/guide/components/processes-and-threads

2、在AppOps中利用子线程更新UI

    public void showDialog(Context context, AppOpsService service, int code, int uid, String packageName) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Looper.prepare();
                if (mDialog == null) {
                    mDialog = new PermissionDialog(context, service, code, uid, packageName);//一定要在子线程中创建UI
                }
                mDialog.show();
                Looper.loop();
            }
        }).start();
    }

public class PermissionDialog extends BasePermissionDialog {
    private final int mOpCode;
    private final String mPackageName;
    private final AppOpsService mService;
    private final View mCustomView;
    private final int mUid;
    private final Context mContext;

    private boolean mIsRemembered = false;
    private String mTitleLabel;

    private static final int ALLOWED_REQ = 0x2;
    private static final int IGNORED_REQ = 0x4;
    private static final int IGNORED_REQ_TIMEOUT = 0x8;
    private static final long TIMEOUT_WAIT = 5 * 1000;

    private PermissionsTimer mTimer;

    public PermissionDialog(Context contextId, AppOpsService opsService,
                            int code, int uid, String packageName) {
        super(contextId);
        mOpCode = code;
        mUid = uid;
        mService = opsService;
        mPackageName = packageName;
        mContext = contextId;
        mCustomView = getLayoutInflater().inflate(R.layout.permission_confirmation_dialog, null);

        WindowManager.LayoutParams paraDef = getWindow().getAttributes();
        paraDef.setTitle(mContext.getString(R.string.appops_note_dialog_title));
        paraDef.privateFlags |= WindowManager.LayoutParams.PRIVATE_FLAG_SYSTEM_ERROR
                | WindowManager.LayoutParams.PRIVATE_FLAG_SHOW_FOR_ALL_USERS;
        getWindow().setAttributes(paraDef);

        initDialog();
    }
	
}

相关标签： android 主线程子线程 UI

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Android 子线程中更新UI 详解

来源：

前言：

实例引路：

1、点击button 1

2、点击button 2

3、点击button 3

修改实例

1、handleLaunchActivity

2、handleResumeActivity

总结

附加：

Android子线程与更新UI问题的深入讲解

Android 中ViewPager重排序与更新实例详解

详解Android UI更新的几种方法

详解android异步更新UI的几种方法

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android在子线程更新UI主线程详情方法