Android子线程可以更新UI

1 传统更新UI的七种方式
- 1.1 new Handler()
- 1.2 new Handler.Callback()
- 1.3 new Handler().post(Runnable r)
- 1.4 new Handler().postDelayed(Runnable r, long delayMillis)
- 1.5 Activity.runOnUiThread(Runnable action)
- 1.6 View.post(Runnable action)
- 1.7 View.postDelayed(Runnable action, long delayMillis)
2 在子线程中更新UI
- 2.1 先执行一次requestLayout()再更新
- 2.2 在子线程中调用windowManager.addView()创建一个ViewRootImpl
- 2.3 让布局的宽高属性为固定值，并开启硬件加速
- 2.4 使用绘制流程不走checkThread()的SurfaceView来更新
3 对比分析
- 3.1 在onCreate()中直接更新
- 3.2 子线程休眠后再更新
- 3.3 将TextView改成wrap_content
4 测试动画

1 传统更新UI的七种方式

1.1 new Handler()

Button button = new Button(this);

Handler handler = new Handler() {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        super.handleMessage(msg);
        if (msg.what == 1) {
          button.setText("子线程更新UI");
        }
    }
};

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // Message和Handler均可获得msg
        // Message msg = handler.obtainMessage();
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = 1;
        msg.arg1 = 10;
        handler.sendMessage(msg);
    }
}).start();

1.2 new Handler.Callback()

Button button = new Button(this);

private Handler.Callback callback = new Handler.Callback() {
    @Override
    public boolean handleMessage(Message msg) {
    	if (msg.what == 1) {
        	button.setText("子线程更新UI");
        }
        return true;
    }
};

Handler handler = new Handler(callback);

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    	// Message和Handler均可获得msg
        // Message msg = handler.obtainMessage();
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = 1;
        msg.arg1 = 11;
        handler.sendMessage(msg);
    }
}).start();

1.3 new Handler().post(Runnable r)

Button button = new Button(this);

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        new Handler().post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                button.setText("子线程更新UI");
            }
        });
    }
}).start();

1.4 new Handler().postDelayed(Runnable r, long delayMillis)

Button button = new Button(this);

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        new Handler().postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                button.setText("子线程更新UI");
            }
        }, 3000);
    }
}).start();

1.5 Activity.runOnUiThread(Runnable action)

Button button = new Button(this);

new Thread(new Runnable() {
   @Override
    public void run() {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
				button.setText("子线程更新UI");
            }
        });
    }
}).start();

1.6 View.post(Runnable action)

Button button = new Button(this);
        
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        button.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
				button.setText("子线程更新UI");
            }
        });
    }
}).start();

1.7 View.postDelayed(Runnable action, long delayMillis)

Button button = new Button(this);

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        button.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
				button.setText("子线程更新UI");
            }
        }, 3000);
    }
}).start();

其它异步更新UI的方法如AsyncTask、EventBus等框架还有很多。

2 在子线程中更新UI

在子线程中更新UI的方法：
1、先执行一次requestLayout()再更新
2、在子线程中调用windowManager.addView()创建一个ViewRootImpl
3、让布局的宽高属性为固定值，并开启硬件加速
4、使用绘制流程不走checkThread()的SurfaceView来更新

代码中的注释很详细，未全部贴到正文中，一定要看注释啊。

先上概览图
在这里插入图片描述

2.1 先执行一次requestLayout()再更新

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="center"
        android:gravity="center"
        android:text="Hello"
        android:textSize="22sp" />

</FrameLayout>

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.os.Bundle
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中TextView的宽高可随意设置，都不报错。
 *
 * 在子线程中更新UI报错的主要原因是
 * ViewRootImpl.java -> requestLayout() -> checkThread(),解决方案一：
 * 调用两次requestLayout()，即先在主线程中显示调用一次，
 * 修改UI时会自动再调用一次（隐式调用）但不会再执行。
 *
 * 方案解释：
 * 如果当前ViewRootImpl.java正在处理一个requestLayout()的任务，
 * 再次触发requestLayout()时将不会被执行，相当于第二次触发时绕开了checkThread()。
 */
class RequestBeforeActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_wrap_text)

        val textView = findViewById<TextView>(R.id.textView)

        textView.setOnClickListener {
            /*
            等价于it.requestLayout()。
            
            这行代码会在主线程执行，会执行requestLayout的整个流程，这样就完成了“申请”修改布局。
            此时，在⼦线程⽴即调⽤ textView.text = "xx.." 这个代码就会因为它已经"申请"过requestLayout了，
            就不会层层往上调⽤parent的requestLayout()⽅法，也就不会在⼦线程触发checkThread()⽅法了。
             */
            // textView.text = "Main"

            // 在主线程中执行，触发scheduleTraversals()
            it.requestLayout()
            thread {
                // 子线程修改UI会调用requestLayout()但不会执行，因此绕开了checkThread()。
                textView.text = "先执行requestLayout()再更新"
            }
        }
    }

}

2.2 在子线程中调用windowManager.addView()创建一个ViewRootImpl

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:gravity="center">

</FrameLayout>

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.graphics.Color
import android.os.Bundle
import android.os.Looper
import android.os.SystemClock
import android.view.WindowManager
import android.widget.Button
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 本例中布局文件不含子View，只有一个FrameLayout。
 *
 * 在子线程中更新UI报错的主要原因是
 * ViewRootImpl.java -> requestLayout() -> checkThread(),解决方案二：
 * 在子线程中调用windowManager.addView()创建一个ViewRootImpl，
 * 运行到checkThread()时不会进入它的 if (mThread != current)就不报错了。
 * 但ViewRootImpl中有Handler，因此调用addView()之前需要创建looper，详见代码。
 */
class AddViewWithoutMainThreadActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_add_view_without_main_thread)

        thread {
            Looper.prepare()

            val button = Button(this)
            button.setBackgroundColor(Color.MAGENTA)
            button.text = "在子线程中添加View：I will be added in child thread."
            button.isAllCaps = false
            button.setOnClickListener {
                (it as Button).text =
                    "${Thread.currentThread().name}, ${SystemClock.uptimeMillis()}"
            }

            windowManager.addView(button, WindowManager.LayoutParams().apply {
                this.width = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
                this.height = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
            })

            Looper.loop()
        }
    }

}

2.3 让布局的宽高属性为固定值，并开启硬件加速

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_height="200dp"
        android:layout_gravity="center"
        android:gravity="center"
        android:text="Hello"
        android:textSize="22sp" />

</FrameLayout>

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.os.Bundle
import android.view.View
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中TextView的宽高是固定值时不报错，是wrap_content、match_parent则会报错。
 *
 * 在子线程中更新UI报错的主要原因是
 * ViewRootImpl.java -> requestLayout() -> checkThread(),解决方案三：
 * 当布局文件中子View（TextView）的宽、高属性都是固定值时，在View中开启硬件加速(默认开启)，
 * 不会触发requestLayout()，只会触发invalidate()，也绕开了checkThread()。
 *
 * 如果在AndroidManifest.xml中的<application>或<activity>标签中关闭硬件加速，
 * 则在子线程中修改UI将失败，会报checkThread()中定义的CalledFromWrongThreadException。
 *
 * 为什么会报错：
 * 在ViewGroup.java -> invalidateChild()中可以看到，是否开启硬件加速会有不同的处理逻辑。
 * 而开启硬件加速后，TextView.java -> checkForRelayout() -> invalidate()会链接到ViewRootImpl.java -> invalidate()。
 * ViewRootImpl.java -> invalidate()与ViewRootImpl.java -> requestLayout()的区别是它不会调用checkThread()。
 *
 * 结论：
 * 如果布局文件中子View(如TextView)的布局（宽高）没有发生改变（固定值），当只有内容发生改变时，
 * 在启用硬件加速的情况下是不会报错的，因为它不会触发requestLayout()，只会触发invalidate()来刷新。
 *
 * View的布局没有发生改变是指什么呢？
 * ViewRootImpl.java -> performLayout() -> measureHierarchy()会测量View树。
 * measureHierarchy()会传入一个WindowManager.LayoutParams参数，
 * 而WindowManager.java -> LayoutParams()的构造方法会先调用super(LayoutParams.MATCH_PARENT, LayoutParams.MATCH_PARENT);
 * measureHierarchy()内部也会判断lp.width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT进而走不同的逻辑，
 * 当布局文件中子View宽高都是wrap_content或match_parent时该例子会报错。
 *
 * DecorView是最顶层View，而DecorView的测量与绘制又是由ViewRootImpl完成，
 * ViewRootImpl实现了测量performMeasure()、布局performLayout()、绘制performDraw()各流程。
 * ViewRootImpl.java -> draw()会判断是否开启硬件加速并给出相应处理。
 */
class OnClickActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_on_child_thread)

        val textView = findViewById<TextView>(R.id.textView)
        textView.setOnClickListener {
            thread {
                textView.text = "在点击事件中更新"
            }
        }
    }

}

2.4 使用绘制流程不走checkThread()的SurfaceView来更新

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <SurfaceView
        android:id="@+id/surface"
        android:layout_width="300dp"
        android:layout_height="300dp"
        android:layout_gravity="center" />

</FrameLayout>

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.app.Activity
import android.graphics.Color
import android.os.Bundle
import android.os.SystemClock
import android.view.SurfaceHolder
import android.view.SurfaceView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import java.util.Random
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中SurfaceView的宽高可随意设置，都不会报错。
 *
 * 在子线程中更新UI报错的主要原因是
 * ViewRootImpl.java -> requestLayout() -> checkThread(),解决方案四：
 * Android中有⼀个控件SurfaceView，它可以通过holder获得Canvas对象，
 * 可以直接在⼦线程中更新 UI。
 * SurfaceView的绘制流程不走checkThread()，因此可以直接在子线程中更新UI。
 */
@SuppressLint("SetTextI18n")
class SampleSurfaceViewActivity : AppCompatActivity() {
    var destroyed = false

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_surface_view)

        val surface = findViewById<SurfaceView>(R.id.surface)

        surface.holder.addCallback(object : SurfaceHolder.Callback {
            override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder) {
                thread {
                    while (!destroyed) {
                        val canvas = holder.lockCanvas()
                        val random = Random()
                        val r = random.nextInt(255)
                        val g = random.nextInt(255)
                        val b = random.nextInt(255)
                        canvas.drawColor(Color.rgb(r, g, b))
                        holder.unlockCanvasAndPost(canvas)
                        SystemClock.sleep(500)
                    }
                }
            }

            override fun surfaceChanged(
                holder: SurfaceHolder,
                format: Int,
                width: Int,
                height: Int
            ) {

            }

            override fun surfaceDestroyed(holder: SurfaceHolder) {

            }
        })
    }

}

3 对比分析

3.1 在onCreate()中直接更新

xml文件同《2.3 让布局的宽高属性为固定值，并开启硬件加速》

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.os.Bundle
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中TextView的宽高可随意设置，都不会报错。
 */
class OnChildThreadActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_on_child_thread)

        val textView = findViewById<TextView>(R.id.textView)
        /*
        子线程中修改UI成功

        ViewRootImpl在Activity处于onResume()之后才被创建的。
        在onCreate()中，此时ViewRootImpl还没有被创建，
        所以不会执行checkThread()，自然不会报错。
         */
        thread {
            textView.text = "在onCreate中直接更新"
        }
    }

}

3.2 子线程休眠后再更新

xml文件同《2.3 让布局的宽高属性为固定值，并开启硬件加速》

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.os.Bundle
import android.os.SystemClock
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中TextView的宽高是固定值时不报错，是wrap_content、match_parent则会报错。
 *
 * 见解决方案三
 */
class ChangeWithSleepActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_on_child_thread)

        val textView = findViewById<TextView>(R.id.textView)

        /*
        当布局是非固定值时，此时进行耗时操作，则ViewRootImpl已经创建成功，
        会执行checkThread()，所以程序会崩溃。

        布局是固定值时，参考解决方案三。
         */
        thread {
            SystemClock.sleep(2000)
            textView.text = "子线程休眠后再更新"
        }
    }

}

3.3 将TextView改成wrap_content

xml文件同《2.1 先执行一次requestLayout()再更新》

package com.example.customview.layoutdrawprocess

import android.annotation.SuppressLint
import android.os.Bundle
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.example.customview.R
import kotlin.concurrent.thread

/**
 * 布局文件中TextView的宽高都是固定值不报错，是wrap_content、match_parent则会报错。
 *
 * 见解决方案三
 */
class WrapTextActivity : AppCompatActivity() {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_wrap_text)

        val textView = findViewById<TextView>(R.id.textView)
        textView.setOnClickListener {
            /*
            子线程中修改UI 失败: android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException:
             */
            thread {
                textView.text = "将TextView的属性改成wrap_content"
            }
        }
    }

}

项目的布局文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:gravity="center"
    android:orientation="vertical">

    <Button
        android:id="@+id/btn1"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="在onCreate()中直接更新"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn2"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="子线程休眠后再更新"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn3"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="3.在点击事件中更新"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn4"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="将TextView改成wrap_content"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn5"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="1.先执行requestLayout()再更新"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn6"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="2.在子线程中addView()"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn7"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="4.使用SurfaceView"
        android:textAllCaps="false"
        android:textSize="22sp" />

</LinearLayout>

MainActivity文件

package com.example.customview

import android.content.Intent
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle
import com.example.customview.layoutdrawprocess.AddViewWithoutMainThreadActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.ChangeWithSleepActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.OnChildThreadActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.OnClickActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.RequestBeforeActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.SampleSurfaceViewActivity
import com.example.customview.layoutdrawprocess.WrapTextActivity
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn1
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn2
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn3
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn4
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn5
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn6
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_draw_process.btn7

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_draw_process)

        btn1.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this, OnChildThreadActivity::class.java))
        }
        btn2.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, ChangeWithSleepActivity::class.java))
        }
        btn3.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, OnClickActivity::class.java))
        }
        btn4.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, WrapTextActivity::class.java))
        }
        btn5.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, RequestBeforeActivity::class.java))
        }
        btn6.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, AddViewWithoutMainThreadActivity::class.java))
        }
        btn7.setOnClickListener {
            startActivity(Intent(this@MainActivity, SampleSurfaceViewActivity::class.java))
        }
    }

}