Android使用Handler实现线程池的效果，实现照片墙应用
2015-08-05 13:52
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在这里，我会尝试用handler、looper、thread、message来基本模拟线程池的效果，不用android、java自带的线程池，实现多线程并发下载图片。这里不涉及LruCache，每次都是重新去获取，为了呈现handler模拟多线程并发的极端用法。
这里补充一句，如果对上述handler、looper、thread、message这几个概念不清楚的话，可以查看我的上一篇Android异步消息之Looper、Handler、Message、HandlerThread的关系
看下效果图，模拟器有点卡，真机在网络好的情况下秒现：
从上一篇Android异步消息之Looper、Handler、Message、HandlerThread的关系可以得到一个关键点是，handler是用来唤醒线程给它办事情的。这个线程可以是子线程，也可以UI线程，就看你handler在哪里初始化。
既然如此，那么我们在程序一开始的时候，就开辟一些子线程，然后这些子线程都用handler关联起来，这样不就有了一个线程池了，因为handler可以唤醒这个线程干活。
至于怎么判断当前handler对应的线程是空闲的，可以通过一个信号量去控制。
大致是这样，具体我们直接看代码一点点分析。
直接用GridView填充屏幕
接着是每个item的布局:
每个item由一个ImageView组成。
然后是一堆的图片资源链接：
太多了，就贴个部分。这些是从百度图片搜“美女”搜出来的，然后从网页源码里抓取出来的链接。
然后是主代码部分了：
这里，定义了一些变量。可以看到，默认开辟10个子线程。
threadHandlers用于保存子线程环境下的handler，这些handler用于从网上下载图片资源。handlerStatus用于记录这些handler忙碌还是空闲的情况。
managerHandler用来管理当前哪个threadhandler可用，并发送消息给它。mSemaphore信号量用来确保没有可用threadhandler时，阻塞该线程。
uiHandler是UI线程下的handler，用来更新ui。
接着往下看：
onCreate是一些基本的操作，这里重点看
第2、3行是初始化两个list。上面代码有点多，我们按照流程顺序，一个个分开讲。
先从中间那个thread开始讲：
这里创建了一个子线程，然后在run()里我们看到，有初始化了managerHandler。这过程正如上一篇讲的，先是
managerHandler用来接收从gridview的adapter里每次getView时发出的消息。
然后看看它怎么处理消息，发现它复写了handleMessage()，里面先是判断信号量是否还有许可可以获取，如果有的话，就往下；没有了，就阻塞等待。
往下看到第15行调用了
这个是用来获取threadHandlers里哪个是空闲的位置。用handlerStatus存储handler空闲还是忙碌的标记，0代表空闲，1代表忙碌。
这里如果返回的是-1我抛个异常。因为先通过信号量判断了下，所以理论上，能走到
第22~24行标记找到的handler处于忙碌状态。注释也有。
然后25~30行就是继续创建一个message，并发送给空闲的那个handler。
这里，就类似线程池的分发了。先是从线程池里找到个空闲线程，然后分配它任务处理。这里分配任务是通过发送消息过去。
好，我们接着看这个发送的消息给谁处理：
可以看到，这里创建了10个子线程。每个子线程里都创建了一个handler，并通过looper和子线程关联。
这些handler都复写相同的handleMessage()。在里面，先是从message里获取图片url，然后调用
threadHandlers.add(handler);这一句，把这些创建的handler保存下来，用来在manageHandler里获取。
第32行是初始化这些handler的状态是空闲。
好了，继续看最后的uiHandler：
因为uiHandler是创建在UI主线程，所以它处理消息的地方是在UI主线程。代码很清晰，用来把网上下载下来的bitmap设置到imageview里。
这里要判断下imageview里保存的urlPath和传过来的urlPath是否一致，一致才能赋值给它。这是因为和listview一样，Gridview的每个item是可以复用的。
这里贴上每个消息的载体类
path即为图片的url。
再贴个downloadBitmap：
最后，我们来看下GridView的adapter：
主要来看下getView();
代码很简单，第30行是先给imageview附值默认的图片。然后把url通过view.settag，保存到imageview里。最后执行
这个loadImage干嘛呢？聪明的你应该已经猜到了吧。对，是给managerHandler发送消息：
这个消息发送过去，就会触发managerHandler去从threadHandlers找空闲的handler，然后把消息发给它，那个空闲的handler就变为忙碌状态，然后从网上下载图片，下载完后，再发送消息给uiHandler，让它去更新图片。
总的流程并不复杂，就是handler有点多。
我们再来理理，做为总结：
该应用涉及到三类handler
1. managerHandler
子线程里的handler，接收adapter里getview发出的消息，然后找出空闲handler，并发配任务处理。
2. threadHandlers
这是一个handler的集合，也是在子线程环境里的，都是接收managerHandler发出的消息（任务），然后从网上去下载图片，再发给uiHandler。
3. uiHandler
ui线程里的handler，用来更新图片。
这里，最初消息发起者是在getView的
我有加了log，可以看得更清晰点
这是对handler使用的极端案例，能看清楚handler的所有用法，希望能给大家起到启迪的作用。
源码入口，请轻轻的进
背景
照片墙应用常常被用来讲解Bitmap缓存机制，我觉得这个应用也适合讲多线程并发机制。在这里，我会尝试用handler、looper、thread、message来基本模拟线程池的效果，不用android、java自带的线程池，实现多线程并发下载图片。这里不涉及LruCache，每次都是重新去获取，为了呈现handler模拟多线程并发的极端用法。
这里补充一句，如果对上述handler、looper、thread、message这几个概念不清楚的话，可以查看我的上一篇Android异步消息之Looper、Handler、Message、HandlerThread的关系
看下效果图，模拟器有点卡，真机在网络好的情况下秒现：
实现
思路
我们先来理理思路：从上一篇Android异步消息之Looper、Handler、Message、HandlerThread的关系可以得到一个关键点是，handler是用来唤醒线程给它办事情的。这个线程可以是子线程，也可以UI线程，就看你handler在哪里初始化。
既然如此，那么我们在程序一开始的时候，就开辟一些子线程，然后这些子线程都用handler关联起来，这样不就有了一个线程池了，因为handler可以唤醒这个线程干活。
至于怎么判断当前handler对应的线程是空闲的，可以通过一个信号量去控制。
大致是这样，具体我们直接看代码一点点分析。
具体实现
先是主布局文件:<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
tools:context="com.office.steven.imageloadbyhandler.DownloadUpdateSimulated">
<GridView
android:id="@+id/gridview"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:columnWidth="90dp"
android:stretchMode="columnWidth"
android:numColumns="auto_fit"
android:verticalSpacing="20dp"
android:horizontalSpacing="20dp"
android:gravity="center"
>
</GridView>
</RelativeLayout>直接用GridView填充屏幕
接着是每个item的布局:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical" android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content">
<ImageView
android:id="@+id/photo"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:scaleType="centerCrop"
/>
</RelativeLayout>每个item由一个ImageView组成。
然后是一堆的图片资源链接：
public class ImageUrl {
public static final String[] IMAGE_URL = new String[] {
......
"http://c.hiphotos.baidu.com/image/h%3D360/sign=5f17bc3738f33a87816d061cf65c1018/8d5494eef01f3a29a7dbeac99b25bc315c607ca1.jpg",
"http://a.hiphotos.baidu.com/image/h%3D360/sign=a2e4471513dfa9ece22e501152d0f754/342ac65c10385343abc5a2289113b07eca8088b4.jpg",
"http://e.hiphotos.baidu.com/image/h%3D360/sign=3bdeafecd300baa1a52c41bd7711b9b1/0b55b319ebc4b745e74ad516cdfc1e178b8215d7.jpg",
"http://c.hiphotos.baidu.com/image/h%3D360/sign=64668be4b11c8701c9b6b4e0177f9e6e/0d338744ebf81a4c1b1ad9c9d52a6059252da681.jpg",
"http://f.hiphotos.baidu.com/image/h%3D360/sign=3c8e03e7b53533faeab6952898d2fdca/9f510fb30f2442a7fc65774cd543ad4bd01302eb.jpg",
};
}太多了，就贴个部分。这些是从百度图片搜“美女”搜出来的，然后从网页源码里抓取出来的链接。
然后是主代码部分了：
public class DownloadUpdateSimulated extends Activity {
private static final String TAG = "Test";
/* 定义开辟10个子线程 */
private static final int THREAD_COUNT = 10;
/* 用于保存在子线程处理的handler */
LinkedList<Handler> threadHandlers;
List<Integer> handlerStatus;
volatile Semaphore mSemaphore;
Handler managerHandler;
/* 在UI线程处理的handler */
Handler uiHandler;这里，定义了一些变量。可以看到，默认开辟10个子线程。
threadHandlers用于保存子线程环境下的handler，这些handler用于从网上下载图片资源。handlerStatus用于记录这些handler忙碌还是空闲的情况。
managerHandler用来管理当前哪个threadhandler可用，并发送消息给它。mSemaphore信号量用来确保没有可用threadhandler时，阻塞该线程。
uiHandler是UI线程下的handler，用来更新ui。
接着往下看：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_download_update_simulated);
GridView gridView = (GridView) findViewById(R.id.gridview);
initThreadsAndHandlers();
DownloadAdapter adapter = new DownloadAdapter();
gridView.setAdapter(adapter);
}onCreate是一些基本的操作，这里重点看
initThreadsAndHandlers();
private void initThreadsAndHandlers() {
threadHandlers = new LinkedList<>();
handlerStatus = new ArrayList<>();
mSemaphore = new Semaphore(THREAD_COUNT);
// 创建10个子线程，并通过looper和handler关联
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
int position = msg.arg1;
Log.i(TAG, "handler " +position +" 开始下载图片");
// 下载图片并处理
Bitmap bitmap = downloadBitmap(msgHolder.path);
msgHolder.bitmap = bitmap;
Message ui_msg = new Message();
ui_msg.obj = msgHolder;
ui_msg.setTarget(uiHandler);
ui_msg.sendToTarget();
// 标记这个handler已经完成任务,空了
synchronized (handlerStatus) {
handlerStatus.set(position, 0);
}
mSemaphore.release();
Log.i(TAG, "handler " +position +" 任务完成, 空的状态");
}
};
threadHandlers.add(handler);
Looper.loop();
}
}).start();
handlerStatus.add(0);
}
// 创建管理上面n个handler的handler
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
managerHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
try {
mSemaphore.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int position = getEmptyHandlerPosition();
if (position == -1) {
throw new IllegalStateException();
}
Log.i(TAG, "获取到空的handler " + position);
Log.i(TAG, "handler " +position + " 开始使用, 忙碌状态");
// 标记这个handler已经在使用了
synchronized (handlerStatus) {
handlerStatus.set(position, 1);
}
Handler emptyHandler = threadHandlers.get(position);
Message work_msg = emptyHandler.obtainMessage();
work_msg.obj = msgHolder;
work_msg.arg1 = position;
work_msg.sendToTarget();
}
};
Looper.loop();
}
}).start();
// 在主线程创建handler
uiHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
ImageView imageView = msgHolder.imageView;
String path = msgHolder.path;
if (imageView.getTag().toString().equals(path)) {
imageView.setImageBitmap(msgHolder.bitmap);
}
Log.i(TAG, "uiHandler更新ui");
}
};
}第2、3行是初始化两个list。上面代码有点多，我们按照流程顺序，一个个分开讲。
先从中间那个thread开始讲：
// 创建管理上面n个handler的handler
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
managerHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
try {
mSemaphore.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int position = getEmptyHandlerPosition();
if (position == -1) {
throw new IllegalStateException();
}
Log.i(TAG, "获取到空的handler " + position);
Log.i(TAG, "handler " +position + " 开始使用, 忙碌状态");
// 标记这个handler已经在使用了
synchronized (handlerStatus) {
handlerStatus.set(position, 1);
}
Handler emptyHandler = threadHandlers.get(position);
Message work_msg = emptyHandler.obtainMessage();
work_msg.obj = msgHolder;
work_msg.arg1 = position;
work_msg.sendToTarget();
}
};
Looper.loop();
}
}).start();这里创建了一个子线程，然后在run()里我们看到，有初始化了managerHandler。这过程正如上一篇讲的，先是
Looper.prepare();，然后是
new Handler()，最后是
Looper.loop();。
managerHandler用来接收从gridview的adapter里每次getView时发出的消息。
然后看看它怎么处理消息，发现它复写了handleMessage()，里面先是判断信号量是否还有许可可以获取，如果有的话，就往下；没有了，就阻塞等待。
往下看到第15行调用了
getEmptyHandlerPosition();
这个是用来获取threadHandlers里哪个是空闲的位置。用handlerStatus存储handler空闲还是忙碌的标记，0代表空闲，1代表忙碌。
private int getEmptyHandlerPosition() {
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
if (handlerStatus.get(i) == 0) {
return i;
}
}
return -1;
}这里如果返回的是-1我抛个异常。因为先通过信号量判断了下，所以理论上，能走到
getEmptyHandlerPosition();，说明已经有空闲的handler了。
第22~24行标记找到的handler处于忙碌状态。注释也有。
然后25~30行就是继续创建一个message，并发送给空闲的那个handler。
这里，就类似线程池的分发了。先是从线程池里找到个空闲线程，然后分配它任务处理。这里分配任务是通过发送消息过去。
好，我们接着看这个发送的消息给谁处理：
// 创建10个子线程，并通过looper和handler关联
for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
int position = msg.arg1;
Log.i(TAG, "handler " +position +" 开始下载图片");
// 下载图片并处理
Bitmap bitmap = downloadBitmap(msgHolder.path);
msgHolder.bitmap = bitmap;
Message ui_msg = new Message();
ui_msg.obj = msgHolder;
ui_msg.setTarget(uiHandler);
ui_msg.sendToTarget();
// 标记这个handler已经完成任务,空了
synchronized (handlerStatus) {
handlerStatus.set(position, 0);
}
mSemaphore.release();
Log.i(TAG, "handler " +position +" 任务完成, 空的状态");
}
};
threadHandlers.add(handler);
Looper.loop();
}
}).start();
handlerStatus.add(0);
}可以看到，这里创建了10个子线程。每个子线程里都创建了一个handler，并通过looper和子线程关联。
这些handler都复写相同的handleMessage()。在里面，先是从message里获取图片url，然后调用
downloadBitmap(msgHolder.path);去网络端下载图片。最后把这个bitmap在新的message里捎上，发送给uiHandler。然后标记此handler已经空闲（通过handlerStatus），再释放信号量。这样一来，在managerHandler就可以继续分配这个空闲的handler了。
threadHandlers.add(handler);这一句，把这些创建的handler保存下来，用来在manageHandler里获取。
第32行是初始化这些handler的状态是空闲。
好了，继续看最后的uiHandler：
// 在主线程创建handler
uiHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
MsgHolder msgHolder = (MsgHolder) msg.obj;
ImageView imageView = msgHolder.imageView;
String path = msgHolder.path;
if (imageView.getTag().toString().equals(path)) {
imageView.setImageBitmap(msgHolder.bitmap);
}
Log.i(TAG, "uiHandler更新ui");
}
};因为uiHandler是创建在UI主线程，所以它处理消息的地方是在UI主线程。代码很清晰，用来把网上下载下来的bitmap设置到imageview里。
这里要判断下imageview里保存的urlPath和传过来的urlPath是否一致，一致才能赋值给它。这是因为和listview一样，Gridview的每个item是可以复用的。
这里贴上每个消息的载体类
private final class MsgHolder {
String path;
Bitmap bitmap;
ImageView imageView;
}path即为图片的url。
再贴个downloadBitmap：
private Bitmap downloadBitmap(String imageUrl) {
Bitmap bitmap = null;
HttpURLConnection con = null;
try {
URL url = new URL(imageUrl);
con = (HttpURLConnection) url.openConnection();
con.setConnectTimeout(5 * 1000);
con.setReadTimeout(10 * 1000);
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(con.getInputStream());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (con != null) {
con.disconnect();
}
}
return bitmap;
}最后，我们来看下GridView的adapter：
class DownloadAdapter extends BaseAdapter {
@Override
public int getCount() {
return ImageUrl.IMAGE_URL.length;
}
@Override
public Object getItem(int position) {
return ImageUrl.IMAGE_URL[position];
}
@Override
public long getItemId(int position) {
return position;
}
@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
ViewHolder viewHolder;
if (convertView == null) {
viewHolder = new ViewHolder();
convertView = View.inflate(DownloadUpdateSimulated.this,
R.layout.image_item, null);
viewHolder.imageView = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.photo);
convertView.setTag(viewHolder);
}else {
viewHolder = (ViewHolder) convertView.getTag();
}
viewHolder.imageView.setImageResource(R.drawable.default_pic);
viewHolder.imageView.setTag(getItem(position));
loadImage(viewHolder.imageView);
return convertView;
}
}
private final class ViewHolder
{
ImageView imageView;
}主要来看下getView();
代码很简单，第30行是先给imageview附值默认的图片。然后把url通过view.settag，保存到imageview里。最后执行
loadImage(viewHolder.imageView);
这个loadImage干嘛呢？聪明的你应该已经猜到了吧。对，是给managerHandler发送消息：
private void loadImage(ImageView imageView) {
Message msg = new Message();
MsgHolder msgHolder = new MsgHolder();
msgHolder.imageView = imageView;
msgHolder.path = (String) imageView.getTag();
msg.obj = msgHolder;
msg.setTarget(managerHandler);
msg.sendToTarget();
}这个消息发送过去，就会触发managerHandler去从threadHandlers找空闲的handler，然后把消息发给它，那个空闲的handler就变为忙碌状态，然后从网上下载图片，下载完后，再发送消息给uiHandler，让它去更新图片。
总的流程并不复杂，就是handler有点多。
我们再来理理，做为总结：
该应用涉及到三类handler
1. managerHandler
子线程里的handler，接收adapter里getview发出的消息，然后找出空闲handler，并发配任务处理。
2. threadHandlers
这是一个handler的集合，也是在子线程环境里的，都是接收managerHandler发出的消息（任务），然后从网上去下载图片，再发给uiHandler。
3. uiHandler
ui线程里的handler，用来更新图片。
这里，最初消息发起者是在getView的
loadImage(viewHolder.imageView);。getView是在不断被调用的，然后managerHandler就会不断找出空闲handler去分配任务。而任务执行者从网上下载完之后，又会从忙碌状态设为空闲状态，方便managerHandler继续分配给它任务，如此，就实现了类似线程池的效果。
我有加了log，可以看得更清晰点
这是对handler使用的极端案例，能看清楚handler的所有用法，希望能给大家起到启迪的作用。
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