Android子线程是否能更新UI?

湖人总冠军

还是先来一张图片,庆祝一下19-20赛季的湖人总冠军吧!!

Android中的子线程能否操作UI

现在进入正题,想想从开始工作到现在,被无数次的告诫子线程不能更新UI,UI操作必须在主线程中完成。然而作为辣鸡代码搬运工的我,怎么能轻易就听你们的呢。

  public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private TextView mTvTest;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTvTest = findViewById(R.id.tv_test);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                mTvTest.setText("子线程修改UI成功");
            }
        }).start();
    }
}

一番输出,run起来,完全没有问题啊,Activity上的TextView上面的的文字不也就更新了啊。

但是,在我们的实际开发中,当我们开启一个新的线程耗时操作之后,直接更新UI,就会出现问题。

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        tv = findViewById(R.id.tv);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                tv.setText("子线程修改UI成功");
            }
        }).start();
    }

瞬间就崩溃了

Process: cn.qiaowa.testapplication, PID: 21102
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
        at android.view.ViewRootImpl.checkThread(ViewRootImpl.java:9219)
        at android.view.ViewRootImpl.requestLayout(ViewRootImpl.java:1600)

抛出了一个Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.的异常,告诉我们只能在主线程中操作UI。

从这两段代码,我们可以清楚的得出一个结论Android中子线程是可以操作UI的,但是为什么第二段代码中,我们子线程中操作UI的时候,有会抛出异常Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.我们接下来继续研究一下。

异常为何产生

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

根据Log日志,我们可以知道这个异常是在 android.view.ViewRootImpl这个类中抛出来的。定位一下源码

    void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

继续追踪一下ViewRootImpl#checkThread()这个方法的调用地方

@Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }

看到这里requestLayout () 方法,就是View里面请求重新测量布局的方法。

再看看ViewPootImpl的类继承关系

public final class ViewRootImpl implements ViewParent,
        View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.DrawCallbacks {
}

ViewPootImpl实现了一个ViewParent接口,而requestLayout ()方法就是继承于这个地方。

public interface ViewParent {

    // 去除了其他代码
    /**
     * Called when something has changed which has invalidated the layout of a
     * child of this view parent. This will schedule a layout pass of the view
     * tree.
     */
    public void requestLayout();
}

到这里我们已经研究出这个异常的大致流程了,但是这个异常是从那个地方出发的呢?换句话说就requestLayout()这个方法是怎么调用的呢?我们探究。

requestLayout()这个方法是View里面请求重新测量布局的。那么我们就回到TextView.setText(...)中看看。

private void setText(CharSequence text, BufferType type,
                         boolean notifyBefore, int oldlen) {
        //代码省略

        if (mLayout != null) {
            //关键代码所在
            checkForRelayout();
        }

        sendOnTextChanged(text, 0, oldlen, textLength);
        onTextChanged(text, 0, oldlen, textLength);

        notifyViewAccessibilityStateChangedIfNeeded(AccessibilityEvent.CONTENT_CHANGE_TYPE_TEXT);

        if (needEditableForNotification) {
            sendAfterTextChanged((Editable) text);
        } else {
            notifyAutoFillManagerAfterTextChangedIfNeeded();
        }

        // SelectionModifierCursorController depends on textCanBeSelected, which depends on text
        if (mEditor != null) mEditor.prepareCursorControllers();
    }

再看看checkForRelayout ()

   /**
     * Check whether entirely new text requires a new view layout
     * or merely a new text layout.
     */
    private void checkForRelayout() {
        // If we have a fixed width, we can just swap in a new text layout
        // if the text height stays the same or if the view height is fixed.

        if ((mLayoutParams.width != LayoutParams.WRAP_CONTENT
                || (mMaxWidthMode == mMinWidthMode && mMaxWidth == mMinWidth))
                && (mHint == null || mHintLayout != null)
                && (mRight - mLeft - getCompoundPaddingLeft() - getCompoundPaddingRight() > 0)) {
           //代码省略

            // We lose: the height has changed and we have a dynamic height.
            // Request a new view layout using our new text layout.
            requestLayout();
            invalidate();
        } else {
            // Dynamic width, so we have no choice but to request a new
            // view layout with a new text layout.
            nullLayouts();
            requestLayout();
            invalidate();
        }
    }

这里不管是走if还是else,都会走TextView#requestLayout()方法,那我们再看看这个TextView#requestLayout()

 public void requestLayout() {
        //代码省略

        if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
            mParent.requestLayout();
        }
}

最终它会调用mParent.requestLayout();这个mParent是一个ViewParent接口类,而在开始我们分析ViewRootImpl时候我们就知道了它就实现了ViewParent接口,所以通过TextView.setText(...)最终就会调用到ViewRootImpl #RequestLayout方法。

再回到setText()的源码中的

if (mLayout != null) {
    checkForRelayout();
}

如果mLayout不为空的时候才会进行线程的检测,这个时候如果再子线程操作UI的时候必然会抛出异常。想一下,如果这个mLayout位空的话,不就可以绕开线程的校验了么(第一个事例子线程更新UI的事例就是这种情况),就不会抛出异常了。

走到这里我们可以得到一个更加准确的结论:Android中子线程是可以更新UI的,当mLayout还没有初始化完成的时候,子线程更新UI不会抛出异常。而在mLayout初始化完成之后,更新UI就会进行线程校验,如果是在当前线程是子线程就会抛出异常,告诉我们只能在主线程中更新UI

由此可见,子线程操作UI的时候,是否抛出异常的关键就是这个mLayout的初始化情况了,那我们继续研究一下mLayout的初始化情况。

mLayout 的初始化

从开始的两个事例中发现唯一不同的是,第二段代码让子线程sleep了3秒后才去更新UI的,结果就抛出了异常,也就是mLayout已经初始化完成了。可以知道这个肯定是个生命周期有一定的关系。那么先看看ActivityThread这个类。

    @Override
    public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
            String reason) {
        //代码省略

        // TODO Push resumeArgs into the activity for consideration
        final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
      //代码省略
        if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
            r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();
            decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
            a.mDecor = decor;
            l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
            l.softInputMode |= forwardBit;
            if (r.mPreserveWindow) {
                a.mWindowAdded = true;
                r.mPreserveWindow = false;
                // Normally the ViewRoot sets up callbacks with the Activity
                // in addView->ViewRootImpl#setView. If we are instead reusing
                // the decor view we have to notify the view root that the
                // callbacks may have changed.
                ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl();
                if (impl != null) {
                    impl.notifyChildRebuilt();
                }
            }
            if (a.mVisibleFromClient) {
                if (!a.mWindowAdded) {
                    a.mWindowAdded = true;
                    wm.addView(decor, l);
                } else {
                    // The activity will get a callback for this {@link LayoutParams} change
                    // earlier. However, at that time the decor will not be set (this is set
                    // in this method), so no action will be taken. This call ensures the
                    // callback occurs with the decor set.
                    a.onWindowAttributesChanged(l);
                }
            }

            // If the window has already been added, but during resume
            // we started another activity, then don't yet make the
            // window visible.
        } else if (!willBeVisible) {
            if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Launch " + r + " mStartedActivity set");
            r.hideForNow = true;
        }
    //代码省略
    }

关键代码wm.addView(decor, l),这个就是将 decorView 添加到 window中。我们在看一下 WindowManager的实现类 WindowManagerImpl


    @Override
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
    }

发现此时,addView操作交给了mGlobal这个代理类来处理,而这个代理类正是WindowManagerGlobal,那我们继续看看

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
                        Display display, Window parentWindow) {

        ViewRootImpl root;
        ...

        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

        view.setLayoutParams(wparams);

        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);

        // do this last because it fires off messages to start doing things
        try {
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } catch (RuntimeException e) {
            // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
            if (index >= 0) {
                removeViewLocked(index, true);
            }
            throw e;
        }
    }

初始化一个ViewRootImpl类,然后调用setView方法,

view.assignParent(this);

在setView放里面调用了assignParent方法,将ViewRootImpl传入到View当中。

由此,可以看出在activity 的onResume生命周期中进行了 mLayout的初始化,从初始化完成之后,操作UI就要进行线程的检测。

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