Android執行緒

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為什麼要有執行緒(Thread)

為什麼要有執行緒呢，先看一下底下的代碼。

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        for (i in 1..100){
            println("Thomas : "+i)
            Thread.sleep(1000)
        }
    }
}

執行此app時，Log 視窗每秒吐出一個訊息。但手機的畫面會整個卡住，過了100秒之後，才會出現畫面。所以這種寫法絕對是不良的，但偏偏初學者就是一定會這麼寫。

上面會出現畫面卡住的原因，是因為在列印1, 2, 3…時，都是 UI主執行緒在工作，等100個值都印出後，UI主執行緒才會繼續更新畫面。這種寫法在某些手機上會出現ANR錯誤(Android Non Response)。

說的更明白一點，就是不能讓UI主執行緒執行過於耗時的工作。

Thread及Runnable

要解決上述的問題，需要先產生一個Runnable物件，並將要執行的工作寫在run()方法之中。

接下來再產生一個新的執行緒(雇用一個員工)，將上述的工作(Runnable)丟給它，再使用start()方法命令這位員工開始工作。不過要注意一點，並不是下達start()後員工就會馬上工作，至少需等個幾奈秒到幾微秒的時間才會開始運作。

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val job=Runnable(){//要執行的工作
            for(i in 1..100){
                println("Thomas : %d, %s".format(i, Thread.currentThread().name))
                Thread.sleep(1000)
            }
        }
        val thread=Thread(job)//產生一個執行緒，並將工作丟進去
        thread.start()//一定要用start()啟動執行緒
    }
}

精簡寫法

底下藍色的部份，Runnable採用匿名物件(Anonymous)的方式傳入Thread, 而Thread亦是匿名物件。所以整体的寫法，就變的相當的精簡。

package com.asuscomm.mahaljsp.handlertest

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle
import android.os.Handler
import android.os.HandlerThread

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        //原始的方法
        val job=Runnable{
            for(i in 1..100){
                println("Thomas : 第一個員工 : %d, %s".format(i, Thread.currentThread().name))
                Thread.sleep(1000)
            }
        }
        val thread=Thread(job)//產生一個執行緒，並將工作丟進去
        thread.start()//一定要用start()啟動執行緒

        //精簡寫法
        Thread{//匿名物件Anonymous
            for(i in 1..100){
                println("Thomas : 第二個員工 : %d, %s".format(i, Thread.currentThread().name))
                Thread.sleep(1000)
            }
        }.start()
    }
}

UI與執行緒

首先在畫面上佈局二個TextView, 名稱分別為 txt1及txt2, 再佈局一顆Button, 程式碼如下

fun btnClick(view: View){
    Thread{
        for(i in 1..100000){
            txt1.text=i.toString()
            Thread.sleep(10)
        }
    }.start()

    Thread{
        for(i in 1..100000){
            txt2.text=i.toString()
            Thread.sleep(1)
        }
    }.start()
}

當按下Button後，畫面上的二個TexeView就會一直跑，但跑到一半，就會出現
The specified message queue synchronization barrier token has not been posted or has already been removed. 意思是說要列印的訊息還沒被執行就已經移除了。另外也可能會出現
Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.  意思是只有原先建立UI的執行緒才可以更改UI。這還真的是太靠北了，不就是讓TextView定時的變更裏面的值而以嗎，怎麼問題一大堆。

請熟記一個原則 : UI主執行緒不可執行過於耗時的工作，而新執行緒不可變動UI。

所以上面會出錯，是因為使用新的執行緒去變更TextView的 text。要解決這問題，有二種方法，第一個為runOnUiThread，第二個為Handler

runOnUiThread

當新執行緒執行到某一個時間點，想要改變UI的內容時，就要調到runOnUiThread方法，此方法要塞入一個Runnable物件，如下第一種寫法是正統的方式，而藍色的部份則為精簡寫法。

Thread{//匿名物件Anonymous
    for(i in 1..100000){
        runOnUiThread(Runnable { 
            txt1.text = i.toString()
        })
        Thread.sleep(1000)
    }
}.start()

//底下為精簡寫法
Thread{//匿名物件Anonymous
    for(i in 1..100000){
        runOnUiThread {
            txt2.text = i.toString()
        }
        Thread.sleep(100)
    }
}.start()

runOnUiThread 是跟系統說，等UI主執行緒有空時，才執行Runnable物件裏的東西。這個方法的好處是簡單易寫，但缺點是UI有空才執行。那如果沒空呢，可能會跳過某些訊息喔。

比如新執行緒印出 1, 但此時UI沒空，而新執行緒再度印出2，3，4。到了4時，UI才有空。好了，這時UI就把4取出放入TextView內。那麼，只要我們眼睛夠快，就可以看到TextView由1直接變成4，而2跟3都不會顯示出來。

下面的測試，讓新執行緒高速執行而不睡覺。而顯示的功能由UI主執行緒來執行，順便將值也記錄在ls 的ArrayList中。結果新執行緒跑完了1000次後，UI主執行緒只記錄到61個值，也就是說，只有61個值有被顯示出來。

val ls=ArrayList<Int>()
Thread{//匿名物件Anonymous
    for(i in 1..1000){
        runOnUiThread(Runnable {
            txt1.text = i.toString()
            ls.add(i)
        })
    }
    println("Thomas : ls size : "+ ls.size)
}.start()

結果 : 61

如果只是為了顯示畫面，因為眼睛跟不上，所以就算有漏掉畫面也沒關係。但如果UI主執行緒還雜夾著其他的運算時，就千萬別用這種方式。

Handler

第二種方式為Handler。首先產生一個Handler(Looper, Handler.Callback)，Handler.Callback裏面撰寫著當Handler接收到訊息時要執行的工作。

至於是那一個執行緒執行，則由Looper決定。在本例中，因為Handler是宣告在 MainActivity 裏，所以Looper.myLooper() 就是 MainActivity 的執行緒，也就是UI主執行緒。

在新執行緒中，使用 handler.sendMessage 或 handler.sendEmptyMessage 將訊息送出。

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    val ls=ArrayList<Int>()
    val handler=Handler(
        Looper.myLooper()!!, Handler.Callback{
            val bundle=it.data
            val i=bundle.getInt("value")
            txt1.text=i.toString()
            ls.add(i)
            println("Thomas : ls size " + ls.size)
        false
    })

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
    }
    fun btnClick(view: View){
        Thread{//匿名物件Anonymous
            for(i in 1..1000){
                val bundle=Bundle()
                bundle.putInt("value",i)
                val msg=Message()
                msg.data=bundle
                handler.sendMessage(msg)
            }
        }.start()
    }
}

當handler在新執行緒中調用 sendMessage() 時，其實是新執行緒將 “訊息包” 送入(push)到等後的駐列(Queue)中。所以就算目前UI執行緒沒空執行，訊息都一直被保存著。

等到 UI 有空時，UI主執行緒從等後駐列中將訊息 POP 出來慢慢消化執行。所以使用Handler可以確保每一個訊息都會被執行，而不會有漏掉的情形，這種方式才是首選。

HandlerThread

HandlerThrad本身就是Thread的子類別，也就是說HandlerThread就是一個執行緒，但HandlerThread本身多了個 looper的物件變數可以供外界使用。

先回想一下Thread的用途。假如有一個很耗時的工作要完成，就不能使用UI主執行緒，而是需要產生一個新的執行緒，然後把要執行的工作丟給Thread。

那如果目前我們還不知道要作什麼工作呢?? 或者是說，想在某條件下才作A工作，另一條件下要作B工作，而且 A 跟 B 二個工作都必需由同一個執行緒執行完成，這時HandlerThread 的功能就出現了，先看一下底下的代碼

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        val thread1=HandlerThread("thread1")
        thread1.start()

        val handler1=Handler(thread1.looper)
        handler1.post(Runnable{
            for(i in 1..100){
                println("Thomas : %d, %s".format(i, Thread.currentThread().name))
                Thread.sleep(1000)
            }
        })
    }
}

首先產生一個HandlerThread的物件 thread1, 然後使用 start()讓thread1開始執行。只是目前還沒有任何工作，所以它會一直進入idle狀態。

接下來把要作的工作寫在Runnable物件中，再使用 thread1.post()將工作丟給thread1, 即會開始運作。

如果在第一份工作還沒作完，外面又丟了另一份工作給thread1，此時thread1 會先把第一份工作作完，才會開始執行第二份工作。

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