Kotlin入门(30)多线程交互

Android开发时常会遇到一些耗时的业务场景,比如后台批量处理数据、访问后端服务器接口等等,此时为了保证界面交互的及时响应,必须通过线程单独运行这些耗时任务。简单的线程可使用Thread类来启动,无论Java还是Kotlin都一样,该方式首先要声明一个自定义线程类,对应的Java代码如下所示:

    private class PlayThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            //此处省略具体的线程内部代码
        }
    }

自定义线程的Kotlin代码与Java大同小异,具体见下:

    private inner class PlayThread : Thread() {
        override fun run() {
            //此处省略具体的线程内部代码
        }
    }

线程类声明完毕,接着要启动线程处理任务,在Java中调用一行代码“new PlayThread().start();”即可,至于Kotlin则更简单了,只要“PlayThread().start()”就行。如此看来,Java的线程处理代码跟Kotlin差不了多少,没发觉Kotlin比Java有什么优势。倘使这样,真是小瞧了Kotlin,它身怀多项绝技,单单是匿名函数这招,之前在介绍任务Runnabe时便领教过了,线程Thread同样也能运用匿名函数化繁为简。注意到自定义线程类均需由Thread派生而来,然后必须且仅需重写run方法,所以像类继承、函数重载这些代码都是走过场,完全没必要每次都依样画葫芦,编译器真正关心的是run方法内部的具体代码。于是,借助于匿名函数,Kotlin的线程执行代码可以简写成下面这般:

    Thread {
        //此处省略具体的线程内部代码
    }.start()

以上代码段看似无理,实则有规,不但指明这是个线程,而且命令启动该线程,可谓是简洁明了。线程代码在运行过程中,通常还要根据实际情况来更新界面,以达到动态刷新的效果。可是Android规定了只有主线程才能操作界面控件,分线程是无法直接调用控件对象的,只能通过Android提供的处理器Handler才能间接操纵控件。这意味着,要想让分线程持续刷新界面,仍需完成传统Android开发的下面几项工作: 1、声明一个自定义的处理器类Handler,并重写该类的handleMessage方法,根据不同的消息类型进行相应的控件操作; 2、线程内部针对各种运行状况,调用处理器对象的sendEmptyMessage或者sendMessage方法,发送事先约定好的消息类型; 举个具体的业务例子,现在有一个新闻版块,每隔两秒在界面上滚动播报新闻,其中便联合运用了线程和处理器,先由线程根据情况发出消息指令,再由处理器按照消息指令轮播新闻。详细的业务代码示例如下:

class MessageActivity : AppCompatActivity() {
    private var bPlay = false
    private val BEGIN = 0 //开始播放新闻
    private val SCROLL = 1 //持续滚动新闻
    private val END = 2 //结束播放新闻
    private val news = arrayOf("北斗三号卫星发射成功,定位精度媲美GPS", "美国赌城拉斯维加斯发生重大枪击事件", "日本在越南承建的跨海大桥未建完已下沉", "南水北调功在当代,近亿人喝上长江水", "德国外长要求中国尊重“一个欧洲”政策")

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_message)
        tv_message.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.BOTTOM
        tv_message.setLines(8)
        tv_message.maxLines = 8
        tv_message.movementMethod = ScrollingMovementMethod()
        btn_start_message.setOnClickListener {
            if (!bPlay) {
                bPlay = true
                //线程第一种写法的调用方式,通过具体的线程类进行构造。
                //注意每个线程实例只能启动一次,不能重复启动。
                //若要多次执行该线程的任务,则需每次都构造新的线程实例。
                //PlayThread().start()
                //线程的第二种写法,采用匿名类的形式。第二种写法无需显式构造
                Thread {
                    //发送“开始播放新闻”的消息类型
                    handler.sendEmptyMessage(BEGIN)
                    while (bPlay) {
                        //休眠两秒,模拟获取突发新闻的网络延迟
                        Thread.sleep(2000)
                        val message = Message.obtain()
                        message.what = SCROLL
                        message.obj = news[(Math.random() * 30 % 5).toInt()]
                        //发送“持续滚动新闻”的消息类型
                        handler.sendMessage(message)
                    }
                    bPlay = true
                    Thread.sleep(2000)
                    //发送“结束播放新闻”的消息类型
                    handler.sendEmptyMessage(END)
                    bPlay = false
                }.start()
            }
        }
        btn_stop_message.setOnClickListener { bPlay = false }
    }

    //自定义的处理器类,区分三种消息类型,给tv_message显示不同的文本内容
    private val handler = object : Handler() {
        override fun handleMessage(msg: Message) {
            val desc = tv_message.text.toString()
            tv_message.text = when (msg.what) {
                BEGIN -> "$desc\n${DateUtil.nowTime} 下面开始播放新闻"
                SCROLL -> "$desc\n${DateUtil.nowTime} ${msg.obj}"
                else -> "$desc\n${DateUtil.nowTime} 新闻播放结束,谢谢观看"
            }
        }
    }

}

通过线程加上处理器固然可以实现滚动播放的功能,可是想必大家也看到了,这种交互方式依旧很突兀,还有好几个难以克服的缺点: 1、自定义的处理器仍然存在类继承和函数重载的冗余写法; 2、每次操作界面都得经过发送消息、接收消息两道工序,繁琐且拖沓; 3、线程和处理器均需在指定的Activity代码中声明,无法在别处重用; 有鉴于此,Android早已提供了异步任务AsyncTask这个模版类,专门用于耗时任务的分线程处理。然而AsyncTask的用法着实不简单,首先它是个模板类,初学者瞅着模板就发慌;其次它区分了好几种运行状态,包括未运行、正在运行、取消运行、运行结束等等,一堆的概念叫人头痛;再次为了各种状况都能与界面交互,又得定义事件监听器及其事件处理方法;末了还得在Activity代码中实现监听器的相应方法,才能正常调用定义好的AsyncTask类。 初步看了下自定义AsyncTask要做的事情,直让人倒吸一口冷气,看起来很高深的样子,确实每个Android开发者刚接触AsyncTask之时都费了不少脑细胞。为了说明AsyncTask是多么的与众不同,下面来个异步加载书籍任务的完整Java代码,温习一下那些年虐过开发者的AsyncTask:

//模板类的第一个参数表示外部调用execute方法的输入参数类型,第二个参数表示运行过程中与界面交互的数据类型,第三个参数表示运行结束后返回的输出参数类型
public class ProgressAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
    private String mBook;
    //构造函数,初始化数据
    public ProgressAsyncTask(String title) {
        super();
        mBook = title;
    }

    //在后台运行的任务代码,注意此处不可与界面交互
    @Override
    protected String doInBackground(String... params) {
        int ratio = 0;
        for (; ratio <= 100; ratio += 5) {
            // 睡眠200毫秒模拟网络通信处理
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //刷新进度,该函数会触发调用onProgressUpdate方法
            publishProgress(ratio);
        }
        return params[0];
    }

    //在任务开始前调用,即先于doInBackground执行
    @Override
    protected void onPreExecute() {
        mListener.onBegin(mBook);
    }

    //刷新进度时调用,由publishProgress函数触发
    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
        mListener.onUpdate(mBook, values[0], 0);
    }

    //在任务结束后调用,即后于doInBackground执行
    @Override
    protected void onPostExecute(String result) {
        mListener.onFinish(result);
    }

    //在任务取消时调用
    @Override
    protected void onCancelled(String result) {
        mListener.onCancel(result);
    }

    //声明监听器对象
    private OnProgressListener mListener;
    public void setOnProgressListener(OnProgressListener listener) {
        mListener = listener;
    }

    //定义该任务的事件监听器及其事件处理方法
    public static interface OnProgressListener {
        public abstract void onFinish(String result);
        public abstract void onCancel(String result);
        public abstract void onUpdate(String request, int progress, int sub_progress);
        public abstract void onBegin(String request);
    }}

见识过了AsyncTask的惊涛骇浪,不禁喟叹开发者的心灵有多么地强大。多线程是如此的令人望而却步,直到Kotlin与Anko的搭档出现,因为它俩在线程方面带来了革命性的思维,即编程理应是面向产品,而非面向机器。对于分线程与界面之间的交互问题,它俩给出了堪称完美的解决方案,所有的线程处理逻辑都被归结为两点:其一是如何标识这种牵涉界面交互的分线程,该点由关键字“doAsync”阐明;其二是如何在分线程中传递消息给主线程,该点由关键字“uiThread”界定。有了这两个关键字,分线程的编码异乎寻常地简单,即使加上Activity的响应代码也只有以下寥寥数行:

    //圆圈进度对话框
    private fun dialogCircle(book: String) {
        dialog = indeterminateProgressDialog("${book}页面加载中……", "稍等")
        doAsync {
            // 睡眠200毫秒模拟网络通信处理
            for (ratio in 0..20) Thread.sleep(200)
            //处理完成,回到主线程在界面上显示书籍加载结果
            uiThread { finishLoad(book) }
        }
    }

    private fun finishLoad(book: String) {
        tv_async.text = "您要阅读的《$book》已经加载完毕"
        if (dialog.isShowing) dialog.dismiss()
    }

以上代码被doAsyc括号圈起来的代码段,就是分线程要执行的全部代码;至于uiThread括号圈起来的代码,则为通知主线程要完成的工作。倘若在分线程运行过程中,要不断刷新当前进度,也只需在待刷新的地方添加一行uiThread便成,下面是添加了进度刷新的代码例子:

    //长条进度对话框
    private fun dialogBar(book: String) {
        dialog = progressDialog("${book}页面加载中……", "稍等")
        doAsync {
            for (ratio in 0..20) {
                Thread.sleep(200)
                //处理过程中,实时通知主线程当前的处理进度
                uiThread { dialog.progress = ratio*100/20 }
            }
            uiThread { finishLoad(book) }
        }
    }

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