Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类

转自：/article/1336240.html ，本文出自【张鸿洋的博客】

最近创建了一个群，方便大家交流，群号：55032675

上一篇博客介绍了Android异步消息处理机制，如果你还不了解，可以看：Android
异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系 。那篇博客的最后，提出可以把异步消息处理机制不仅仅是在MainActivity中更新UI，可以用到别的地方，最近也一直在考虑这个问题，有幸，想出来一个实际的案例，将异步消息处理机制用到大量图片的加载的工具类中，其实也特别希望可以写一篇关于大量图片加载的文章，终于有机会了~先简单介绍一下：

1、概述

一般大量图片的加载，比如GridView实现手机的相册功能，一般会用到LruCache，线程池，任务队列等；那么异步消息处理可以用哪呢？

1、用于UI线程当Bitmap加载完成后更新ImageView

2、在图片加载类初始化时，我们会在一个子线程中维护一个Loop实例，当然子线程中也就有了MessageQueue，Looper会一直在那loop停着等待消息的到达，当有消息到达时，从任务队列按照队列调度的方式（FIFO,LIFO等），取出一个任务放入线程池中进行处理。

简易的一个流程：当需要加载一张图片，首先把加载图片加入任务队列，然后使用loop线程（子线程）中的hander发送一个消息，提示有任务到达，loop()（子线程）中会接着取出一个任务，去加载图片，当图片加载完成，会使用UI线程的handler发送一个消息去更新UI界面。

说了这么多，大家估计也觉得云里来雾里去的，下面看实际的例子。

2、图库功能的实现

该程序首先扫描手机中所有包含图片的文件夹，最终选择图片最多的文件夹，使用GridView显示其中的图片

1、布局文件

[html] view
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<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" >

<GridView

android:id="@+id/id_gridView"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:cacheColorHint="@android:color/transparent"

android:columnWidth="90dip"

android:gravity="center"

android:horizontalSpacing="20dip"

android:listSelector="@android:color/transparent"

android:numColumns="auto_fit"

android:stretchMode="columnWidth"

android:verticalSpacing="20dip" >

</GridView>

</RelativeLayout>

布局文件相当简单就一个GridView

2、MainActivity

[java] view
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package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.io.File;

import java.io.FilenameFilter;

import java.util.Arrays;

import java.util.HashSet;

import java.util.List;

import android.app.Activity;

import android.app.ProgressDialog;

import android.content.ContentResolver;

import android.database.Cursor;

import android.net.Uri;

import android.os.Bundle;

import android.os.Environment;

import android.os.Handler;

import android.provider.MediaStore;

import android.widget.GridView;

import android.widget.ImageView;

import android.widget.ListAdapter;

import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity

{

private ProgressDialog mProgressDialog;

private ImageView mImageView;

/**

* 存储文件夹中的图片数量

*/

private int mPicsSize;

/**

* 图片数量最多的文件夹

*/

private File mImgDir;

/**

* 所有的图片

*/

private List<String> mImgs;

private GridView mGirdView;

private ListAdapter mAdapter;

/**

* 临时的辅助类，用于防止同一个文件夹的多次扫描

*/

private HashSet<String> mDirPaths = new HashSet<String>();

private Handler mHandler = new Handler()

{

public void handleMessage(android.os.Message msg)

{

mProgressDialog.dismiss();

mImgs = Arrays.asList(mImgDir.list(new FilenameFilter()

{

@Override

public boolean accept(File dir, String filename)

{

if (filename.endsWith(".jpg"))

return true;

return false;

}

}));

/**

* 可以看到文件夹的路径和图片的路径分开保存，极大的减少了内存的消耗；

*/

mAdapter = new MyAdapter(getApplicationContext(), mImgs,

mImgDir.getAbsolutePath());

mGirdView.setAdapter(mAdapter);

};

};

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)

{

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

mGirdView = (GridView) findViewById(R.id.id_gridView);

getImages();

}

/**

* 利用ContentProvider扫描手机中的图片，此方法在运行在子线程中 完成图片的扫描，最终获得jpg最多的那个文件夹

*/

private void getImages()

{

if (!Environment.getExternalStorageState().equals(

Environment.MEDIA_MOUNTED))

{

Toast.makeText(this, "暂无外部存储", Toast.LENGTH_SHORT).show();

return;

}

// 显示进度条

mProgressDialog = ProgressDialog.show(this, null, "正在加载...");

new Thread(new Runnable()

{

@Override

public void run()

{

Uri mImageUri = MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI;

ContentResolver mContentResolver = MainActivity.this

.getContentResolver();

// 只查询jpeg和png的图片

Cursor mCursor = mContentResolver.query(mImageUri, null,

MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=? or "

+ MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=?",

new String[] { "image/jpeg", "image/png" },

MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED);

while (mCursor.moveToNext())

{

// 获取图片的路径

String path = mCursor.getString(mCursor

.getColumnIndex(MediaStore.Images.Media.DATA));

// 获取该图片的父路径名

File parentFile = new File(path).getParentFile();

String dirPath = parentFile.getAbsolutePath();

//利用一个HashSet防止多次扫描同一个文件夹（不加这个判断，图片多起来还是相当恐怖的~~）

if(mDirPaths.contains(dirPath))

{

continue;

}

else

{

mDirPaths.add(dirPath);

}

int picSize = parentFile.list(new FilenameFilter()

{

@Override

public boolean accept(File dir, String filename)

{

if (filename.endsWith(".jpg"))

return true;

return false;

}

}).length;

if (picSize > mPicsSize)

{

mPicsSize = picSize;

mImgDir = parentFile;

}

}

mCursor.close();

//扫描完成，辅助的HashSet也就可以释放内存了

mDirPaths = null ;

// 通知Handler扫描图片完成

mHandler.sendEmptyMessage(0x110);

}

}).start();

}

}

MainActivity也是比较简单的，使用ContentProvider辅助，找到图片最多的文件夹后，直接handler去隐藏ProgressDialog，然后初始化数据，适配器等；

但是稍微注意一下：

1、在扫描图片时，使用了一个临时的HashSet保存扫描过的文件夹，这样可以有效的避免重复扫描。比如，我手机中有个文件夹下面有3000多张图片，如果不判断则会扫描这个文件夹3000多次，处理器时间以及内存的消耗还是很可观的。

2、在适配器中，保存List<String>的时候，考虑只保存图片的名称，路径单独作为变量传入。一般情况下，图片的路径比图片名长很多，加入有3000张图片，路径长度30，图片平均长度10，则List<String>保存完成路径需要长度为：（30+10）*3000 = 120000 ; 而单独存储只需要：30+10*3000 = 30030 ； 图片越多，节省的内存越客观；

总之，尽可能的去减少内存的消耗，这些都是很容易做到的~

3、GridView的适配器

[java] view
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package com.example.zhy_handler_imageloader;

import java.util.List;

import android.content.Context;

import android.view.LayoutInflater;

import android.view.View;

import android.view.ViewGroup;

import android.widget.BaseAdapter;

import android.widget.ImageView;

import com.zhy.utils.ImageLoader;

public class MyAdapter extends BaseAdapter

{

private Context mContext;

private List<String> mData;

private String mDirPath;

private LayoutInflater mInflater;

private ImageLoader mImageLoader;

public MyAdapter(Context context, List<String> mData, String dirPath)

{

this.mContext = context;

this.mData = mData;

this.mDirPath = dirPath;

mInflater = LayoutInflater.from(mContext);

mImageLoader = ImageLoader.getInstance();

}

@Override

public int getCount()

{

return mData.size();

}

@Override

public Object getItem(int position)

{

return mData.get(position);

}

@Override

public long getItemId(int position)

{

return position;

}

@Override

public View getView(int position, View convertView, final ViewGroup parent)

{

ViewHolder holder = null;

if (convertView == null)

{

holder = new ViewHolder();

convertView = mInflater.inflate(R.layout.grid_item, parent,

false);

holder.mImageView = (ImageView) convertView

.findViewById(R.id.id_item_image);

convertView.setTag(holder);

} else

{

holder = (ViewHolder) convertView.getTag();

}

holder.mImageView

.setImageResource(R.drawable.friends_sends_pictures_no);

//使用Imageloader去加载图片

mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),

holder.mImageView);

return convertView;

}

private final class ViewHolder

{

ImageView mImageView;

}

}

可以看到与传统的适配器的写法基本没有什么不同之处，甚至在getView里面都没有出现常见的回调（findViewByTag~用于防止图片的错位）；仅仅多了一行代码：

mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);是不是用起来还是相当爽的，所有需要处理的细节都被封装了。

4、ImageLoader

现在才到了关键的时刻，我们封装的ImageLoader类，当然我们的异步消息处理机制也出现在其中。

首先是一个懒加载的单例

[java] view
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/**

* 单例获得该实例对象

*

* @return

*/

public static ImageLoader getInstance()

{

if (mInstance == null)

{

synchronized (ImageLoader.class)

{

if (mInstance == null)

{

mInstance = new ImageLoader(1, Type.LIFO);

}

}

}

return mInstance;

}

没啥说的，直接调用私有的构造方法，可以看到，默认传入了1（线程池中线程的数量），和LIFO（队列的工作方式）

[java] view
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private ImageLoader(int threadCount, Type type)

{

init(threadCount, type);

}

private void init(int threadCount, Type type)

{

// loop thread

mPoolThread = new Thread()

{

@Override

public void run()

{

try

{

// 请求一个信号量

mSemaphore.acquire();

} catch (InterruptedException e)

{

}

Looper.prepare();

mPoolThreadHander = new Handler()

{

@Override

public void handleMessage(Message msg)

{

mThreadPool.execute(getTask());

try

{

mPoolSemaphore.acquire();

} catch (InterruptedException e)

{

}

}

};

// 释放一个信号量

mSemaphore.release();

Looper.loop();

}

};

mPoolThread.start();

// 获取应用程序最大可用内存

int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();

int cacheSize = maxMemory / 8;

mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize)

{

@Override

protected int sizeOf(String key, Bitmap value)

{

return value.getRowBytes() * value.getHeight();

};

};

mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);

mPoolSemaphore = new Semaphore(threadCount);

mTasks = new LinkedList<Runnable>();

mType = type == null ? Type.LIFO : type;

}

然后在私有构造里面调用了我们的init方法，在这个方法的开始就创建了mPoolThread这个子线程，在这个子线程中我们执行了Looper.prepare,初始化mPoolThreadHander，Looper.loop；如果看过上篇博客，一定知道，此时在这个子线程中维护了一个消息队列，且这个子线程会进入一个无限读取消息的循环中，而mPoolThreadHander这个handler发送的消息会直接发送至此线程中的消息队列。然后看mPoolThreadHander中handleMessage的方法，直接调用了getTask方法取出一个任务，然后放入线程池去执行。如果你比较细心，可能会发现里面还有一些信号量的操作的代码，如果你不了解什么是信号量，可以参考：Java
并发专题 ： Semaphore 实现 互斥 与 连接池 。 简单说一下mSemaphore（信号数为1）的作用，由于mPoolThreadHander实在子线程初始化的，所以我在初始化前调用了mSemaphore.acquire去请求一个信号量，然后在初始化完成后释放了此信号量，我为什么这么做呢？因为在主线程可能会立即使用到mPoolThreadHander，但是mPoolThreadHander是在子线程初始化的，虽然速度很快，但是我也不能百分百的保证，主线程使用时已经初始化结束，为了避免空指针异常，所以我在主线程需要使用的时候，是这么调用的：

[java] view
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/**

* 添加一个任务

*

* @param runnable

*/

private synchronized void addTask(Runnable runnable)

{

try

{

// 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null

if (mPoolThreadHander == null)

mSemaphore.acquire();

} catch (InterruptedException e)

{

}

mTasks.add(runnable);

mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);

}

如果mPoolThreadHander没有初始化完成，则会去acquire一个信号量，其实就是去等待mPoolThreadHander初始化完成。如果对此感兴趣的，可以将关于mSemaphore的代码注释，然后在初始化mPoolThreadHander使用Thread.sleep去暂停1秒，就会发现这样的错误。

初始化结束，就会在getView中调用mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);方法了，所以我们去看loadImage方法吧

[java] view
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/**

* 加载图片

*

* @param path

* @param imageView

*/

public void loadImage(final String path, final ImageView imageView)

{

// set tag

imageView.setTag(path);

// UI线程

if (mHandler == null)

{

mHandler = new Handler()

{

@Override

public void handleMessage(Message msg)

{

ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;

ImageView imageView = holder.imageView;

Bitmap bm = holder.bitmap;

String path = holder.path;

if (imageView.getTag().toString().equals(path))

{

imageView.setImageBitmap(bm);

}

}

};

}

Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);

if (bm != null)

{

ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();

holder.bitmap = bm;

holder.imageView = imageView;

holder.path = path;

Message message = Message.obtain();

message.obj = holder;

mHandler.sendMessage(message);

} else

{

addTask(new Runnable()

{

@Override

public void run()

{

ImageSize imageSize = getImageViewWidth(imageView);

int reqWidth = imageSize.width;

int reqHeight = imageSize.height;

Bitmap bm = decodeSampledBitmapFromResource(path, reqWidth,

reqHeight);

addBitmapToLruCache(path, bm);

ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();

holder.bitmap = getBitmapFromLruCache(path);

holder.imageView = imageView;

holder.path = path;

Message message = Message.obtain();

message.obj = holder;

// Log.e("TAG", "mHandler.sendMessage(message);");

mHandler.sendMessage(message);

mPoolSemaphore.release();

}

});

}

}

这段代码比较长，当然也是比较核心的代码了

10-29行：首先将传入imageView设置了path，然在初始化了一个mHandler用于设置imageView的bitmap，注意此时在UI线程，也就是这个mHandler发出的消息，会在UI线程中调用。可以看到在handleMessage中，我们从消息中取出ImageView，bitmap，path；然后将path与imageView的tag进行比较，防止图片的错位，最后设置bitmap;

31行：我们首先去从LruCache中去查找是否已经缓存了此图片

32-40：如果找到了，则直接使用mHandler去发送消息，这里使用了一个ImgBeanHolder去封装了ImageView，Bitmap，Path这三个对象。然后更新执行handleMessage代码去更新UI

43-66行：如果没有存在缓存中，则创建一个Runnable对象作为任务，去执行addTask方法加入任务队列

49行：getImageViewWidth根据ImageView获取适当的图片的尺寸，用于后面的压缩图片，代码按顺序贴下下面

54行：会根据计算的需要的宽和高，对图片进行压缩。代码按顺序贴下下面

56行：将压缩后的图片放入缓存

58-64行，创建消息，使用mHandler进行发送，更新UI

[java] view
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/**

* 根据ImageView获得适当的压缩的宽和高

*

* @param imageView

* @return

*/

private ImageSize getImageViewWidth(ImageView imageView)

{

ImageSize imageSize = new ImageSize();

final DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext()

.getResources().getDisplayMetrics();

final LayoutParams params = imageView.getLayoutParams();

int width = params.width == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView

.getWidth(); // Get actual image width

if (width <= 0)

width = params.width; // Get layout width parameter

if (width <= 0)

width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth"); // Check

// maxWidth

// parameter

if (width <= 0)

width = displayMetrics.widthPixels;

int height = params.height == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView

.getHeight(); // Get actual image height

if (height <= 0)

height = params.height; // Get layout height parameter

if (height <= 0)

height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight"); // Check

// maxHeight

// parameter

if (height <= 0)

height = displayMetrics.heightPixels;

imageSize.width = width;

imageSize.height = height;

return imageSize;

}

[java] view
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/**

* 根据计算的inSampleSize，得到压缩后图片

*

* @param pathName

* @param reqWidth

* @param reqHeight

* @return

*/

private Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(String pathName,

int reqWidth, int reqHeight)

{

// 第一次解析将inJustDecodeBounds设置为true，来获取图片大小

final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();

options.inJustDecodeBounds = true;

BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);

// 调用上面定义的方法计算inSampleSize值

options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth,

reqHeight);

// 使用获取到的inSampleSize值再次解析图片

options.inJustDecodeBounds = false;

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);

return bitmap;

}

接下来看AddTask的代码：

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/**

* 添加一个任务

*

* @param runnable

*/

private synchronized void addTask(Runnable runnable)

{

try

{

// 请求信号量，防止mPoolThreadHander为null

if (mPoolThreadHander == null)

mSemaphore.acquire();

} catch (InterruptedException e)

{

}

mTasks.add(runnable);

mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);

}

可以看到，简单把任务放入任务队列，然后使用mPoolThreadHander发送一个消息到后台的loop中，后台的loop会取出消息执行：mThreadPool.execute(getTask());

execute执行的就是上面分析的Runnable中的run方法了。

注意一下：上述代码中还会看到mPoolSemaphore这个信号量的身影，说下用处；因为调用addTask之后，会直接去从任务队列取出一个任务，放入线程池，由于线程池内部其实也维持着一个队列，那么”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，直接加入线程池维护的队列中；这样会造成比如用户设置了调度队列为LIFO，但是由于”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，队列中始终维持在空队列的状态，所以让用户感觉LIFO根本没有效果；所以我按照用户设置线程池工作线程的数量设置了一个信号量，这样在保证任务执行完后，才会从任务队列去取任务，使得LIFO有着很好的效果；有兴趣的可以注释了所有的mPoolSemaphore代码，测试下就明白了。

到此代码基本介绍完毕。细节还是很多的，后面会附上源码，有兴趣的研究下代码，没有兴趣的，可以运行下代码，如果感觉流畅性不错，体验不错，可以作为工具类直接使用，使用也就getView里面一行代码。

贴一下效果图，我手机最多的文件夹大概3000张图片，加载速度还是相当相当流畅的：



真机录的，有点丢帧，注意看效果图，中间我疯狂拖动滚动条，但是图片基本还是瞬间显示的。

说一下，FIFO如果设置为这个模式，在控件中不做处理的话，用户拉的比较慢效果还是不错的，但是用户手机如果有个几千张，瞬间拉到最后，最后一屏图片的显示可能需要喝杯茶了~当然了，大家可以在控件中做处理，要么，拖动的时候不去加载图片，停在来再加载。或者，当手机抬起，给了一个很大的加速度，屏幕还是很快的滑动时停止加载，停下时加载图片。

LIFO这个模式可能用户体验会好很多，不管用户拉多块，最终停下来的那一屏图片都会瞬间显示~

最后掰一掰使用异步消息处理机制作为背后的子线程的好处，其实直接用一个子线程也可以实现，但是，这个子线程run中可能需要while(true）然后每隔200毫秒甚至更短的时间去查询任务队列是否有任务，没有则Thread.sleep，然后再去查询；这样如果长时间没有去添加任务，这个线程依然会不断的去查询；

而异步消息机制，只有在发送消息时才会去执行，当然更准确；当长时间没有任务到达时，也不会去查询，会一直阻塞在这；还有一点，这个机制Android内部实现的，怎么也比我们搞个Thread稳定性、效率高吧~

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