为什么不能在子线程中更新UI
首先声明一点:子线程里面是可以更新UI的——创建一个空白的Activity,在其xml文件中放一个空白TextView,Java代码如下:
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_load_gif);tvThread = (TextView) findViewById(R.id.tvThread);new Thread(new Runnable() {@OverridetvThread.setText("子线程加载");}).start();
}
运行结果表示,更新UI时成功的。
现在我们先让子线程休眠100ms再更新UI:
new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try{Thread.sleep(100);}catch (Exception e){}tvThread.setText("子线程加载");
}).start();
结果你会发现,程序崩了。抛出了如下很熟悉的异常:
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.Java:6581)
at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views:意思是只有创建这个View的线程才能够访问更新这个View。
从异常信息可以知道:
异常是从android.view.ViewRootImpl的checkThread方法抛出的。而ViewRootImpl是接口ViewRoot的实现类。ViewRootImpl的checkThread方法的源码如下:
void checkThread() {if (mThread != Thread.currentThread()) { throw new CalledFromWrongThreadException("Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");}
}
其中mThread是主线程(UI线程或者MainThread线程),在应用程序启动的时候,就已经被初始化了。
由此我们可以得出结论:
在访问UI的时候,ViewRoot会去检查当前是哪个线程访问的UI,如果不是主线程,就会抛出异常:Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views。
再看异常的另一段:
at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:924)
再看看它涉及到的requestLayout方法:
@Override
public void requestLayout() {if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {checkThread(); mLayoutRequested=true; scheduleTraversals();}
}
这里先是调用了**checkThread()方法来检查当前线程;然后调用scheduleTraversals()**方法,scheduleTraversals,字面理解就是线程遍历循环:
void scheduleTraversals() {if (!mTraversalScheduled) {mTraversalScheduled = true;TraversalBarrier= Handler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, TraversalRunnable, null);if (!mUnbufferedInputDispatch) { scheduleConsumeBatchedInput(); }notifyRendererOfFramePending(); pokeDrawLockIfNeeded(); }
}
注意到postCallback方法的的第二个参数:TraversalRunnable,意思是遍历线程,是一个后台任务:
final class TraversalRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {doTraversal();}
}
里面除了调用了doTraversal();方法,啥也没有干,继续看doTraversal():
void doTraversal() { if (mTraversalScheduled) { mTraversalScheduled = false;mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);if (mProfile) { Debug.startMethodTracing("ViewAncestor"); }performTraversals();if (mProfile) { Debug.stopMethodTracing(); } }
}
可以看到里面调用了performTraversals()方法,View的绘制过程就是从performTraversals方法开始的。它的代码量有点大这里就不多说了,如果继续跟就是学习View的绘制了,偏离了我们的目标。
我们现在知道了,每一次访问UI,Android都会重新绘制View,这个很好理解。
到目前为止,我们可以得到结论:
当访问UI时,ViewRoot会调用checkThread方法检查当前访问UI的线程是哪个,如果不是UI线程则会抛出异常。
但是为什么一开始在Activity的onCreate方法中创建子线程更新UI不抛异常呢?
唯一的解释就是执行onCreate方法的那个时候ViewRootImpl对象还没创建,无法去检查当前线程。
哪ViewRootImpl对象是在哪里,在什么时候被创建的呢?
在ActivityThread中,通过分析我们找到了handleResumeActivity方法:
final void handleResumeActivity(IBinder token,boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume) {unscheduleGcIdler();mSomeActivitiesChanged = true;ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);if (r != null) {final Activity a = r.activity;......r.activity.mVisibleFromServer = true;mNumVisibleActivities++;if (r.activity.mVisibleFromClient) {r.activity.makeVisible();}}...... }
}
内部调用了performResumeActivity方法,这个方法看名字像是回调onResume方法的入口的:
public final ActivityClientRecord performResumeActivity(IBinder token,boolean clearHide) {ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);if (localLOGV){Slog.v(TAG, "Performing resume of " + r + " finished=" + r.activity.mFinished);} if (r != null && !r.activity.mFinished) {......r.activity.performResume();......}return r;
}
可以看到**r.activity.performResume()**这行代码:
final void performResume() {performRestart();mFragments.execPendingActions();mLastNonConfigurationInstances = null;mCalled = false;mInstrumentation.callActivityOnResume(this);......
}
上面Instrumentation调用了callActivityOnResume方法,callActivityOnResume源码如下:
public void callActivityOnResume(Activity activity) {activity.mResumed = true;activity.onResume();if (mActivityMonitors != null) {synchronized (mSync) {final int N = mActivityMonitors.size();for (int i=0; i<N; i++) {final ActivityMonitor am = mActivityMonitors.get(i);am.match(activity, activity, activity.getIntent());}}}
}
找到了activity.onResume()。这也证实了performResumeActivity方法是回调onResume方法的入口。那么现在我们再回头看handleResumeActivity方法,执行完performResumeActivity方法回调了onResume方法后, 会再执行这一块代码:
......
r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {r.activity.makeVisible();
}
r.activity调用了makeVisible方法,makeVisible方法是干什么的呢?我们跟进去看看:
void makeVisible() {if (!mWindowAdded) {ViewManager wm = getWindowManager();wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());mWindowAdded = true;}mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
他是往WindowManager中添加DecorView,那现在应该关注的就是WindowManager的addView方法了。而WindowManager是一个接口,我们找到WindowManager的实现类WindowManagerImpl。这个和ViewRoot是一样的,就名字多了个impl。在WindowManagerImpl中addView方法如下:
@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {applyDefaultToken(params);mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
}
里面调用了WindowManagerGlobal的addView方法,那现在就锁定WindowManagerGlobal的addView方法:
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,Display display, Window parentWindow) {......ViewRootImpl root;View panelParentView = null;......root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);view.setLayoutParams(wparams);mViews.add(view);mRoots.add(root);mParams.add(wparams);}try {root.setView(view, wparams, panelParentView);} catch (RuntimeException e) {synchronized (mLock) {final int index = findViewLocked(view, false);if (index >= 0) {removeViewLocked(index, true);}}throw e;}
}
终于看到我们想要看的关键信息:ViewRootImpl是在WindowManagerGlobal的addView方法中创建的。
因此得出一个总结:
ViewRootImpl的创建是在onResume方法回调之后,而我们一开篇是在onCreate方法中创建子线程并访问UI,在那个时刻,ViewRootImpl还没有来得及创建,无法检测当前线程是否是UI线程,所以程序没有崩溃。而之后修改了程序,让线程休眠了100毫秒后再更新UI,程序就崩了。很明显在这100毫秒内ViewRootImpl已经完成了创建,并能执行checkThread方法检查当前访问并更新UI的线程是不是UI线程。
同样的,我们还可以猜测,在onStart方法和onResume方法里面创建子线程并访问更新UI,同样是可以运行成功的。这一点留给读者去验证。
这是从源码的角度分析为什么不能在子线程中更新UI。
哪再问:为什么谷歌要提出:“UI更新一定要在UI线程里实现”这一规则呢?原因如下:
目的在于提高移动端更新UI的效率和和安全性,以此带来流畅的体验。原因是:
Android的UI访问是没有加锁的,多个线程可以同时访问更新操作同一个UI控件。也就是说访问UI的时候,android系统当中的控件都不是线程安全的,这将导致在多线程模式下,当多个线程共同访问更新操作同一个UI控件时容易发生不可控的错误,而这是致命的。所以Android中规定只能在UI线程中访问UI,这相当于从另一个角度给Android的UI访问加上锁,一个伪锁。
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