【IT168 技术文档】连接互联网的能力大大提升了移动电话的业务范围，中国移动很多出色的业务，像移动随身听，飞信等都是基于网络连接的应用程序，这也说明未来的移动互联网领域大有可为。因此深入掌握的联网应用程序的开发和设计至关重要。本文主要介绍在开发联网应用过程中如何管理线程，如何从主线程之外更新界面。(作者：中国移动通信研究院 詹建飞)
为什么需要线程
假设需要开发一个联网应用程序，需要从一个网址抓取网页内容，这里读取的网页地址是笔者在本地机器上自己建立的服务器地址。当然在读取网页内容的时候，可以使用HttpClient提供的API，但是这并不是本文的介绍重点。缺乏联网程序开发经验的程序员可能写出下面的代码。
//这里为了节省篇幅，忽略了import项
public class NetworkActivity extends Activity {
// 显示任务的执行状态和返回结果
private TextView message;
private Button open;
private EditText url;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
message = (TextView) findViewById(R.id.message);
url = (EditText) findViewById(R.id.url);
open = (Button) findViewById(R.id.open);
open.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
public void onClick(View arg0) {
connect();
}
});
}
private String connect() {
try {
HttpClient client = new DefaultHttpClient();
// params[0]代表连接的url
HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString());
HttpResponse response = client.execute(get);
HttpEntity entity = response.getEntity();
long length = entity.getContentLength();
InputStream is = entity.getContent();
String s = null;
if (is != null) {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buf = new byte[128];
int ch = -1;
int count = 0;
while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
baos.write(buf, 0, ch);
count += ch;
// 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠1000ms
Thread.sleep(50000);
}
s = new String(baos.toByteArray());
}
// 返回结果
return s;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}
网络连接通常是比较耗时的，尤其是在当前的GPRS这种低速率的网络情况下，这样connect()方法可能需要3-5秒，甚至更长的时间才能返回页面的内容。如果此连接动作直接在主线程，也就是UI线程中处理，会发生什么情况呢?为了在模拟器中更好的模拟网络读取速度慢的情况，笔者在读取过程中让线程休眠了50秒，运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。意外发生了，按钮长时间没有反应，整个界面似乎是“死”掉了。系统随后显示出了 ANR(应用程序无响应)错误提示，如图1所示：
在线程中联网
为什么出现ANR?答案是联网动作阻塞在了主线程，长时间没有返回，这样OPhone弹出ANR错误。这个错误提示我们，如果否个任务可能需要长时间的运行才能返回，则必须把这个任务放置到单独线程中运行，避免阻塞UI线程。Java语言内置了对线程的支持，可以使用Thread类创建一个新线程，然后在run()方法中读取网页的内容，获得页面内容后调用TextView.setText()更新界面。修改后的connect() 方法如下所示：
new Thread() {
public void run() {
try {
HttpClient client = new DefaultHttpClient();
// params[0]代表连接的url
HttpGet get = new HttpGet(url.getText().toString());
HttpResponse response = client.execute(get);
HttpEntity entity = response.getEntity();
long length = entity.getContentLength();
InputStream is = entity.getContent();
String s = null;
if (is != null) {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buf = new byte[128];
int ch = -1;
int count = 0;
while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
baos.write(buf, 0, ch);
count += ch;
}
s = new String(baos.toByteArray());
message.setText(s);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮。程序并没有像预期的那种获得网页的内容，并显示到TextView上。查看log可以看到在connect的执行过程中抛出了异常。接下来分析问题的所在。
使用Handler更新界面
其实，connect()方法中抛出的异常是由于界面更新引起的。Connect()方法直接在新启动的线程中调用message.setText()方法是不正确的。OPhone平台只允许在主线程中调用相关View的方法来更新界面。如果返回结果在新线程中获得，那么必须借助Handler来更新界面。为此，在NetworkActivity中创建一个Handler对象，并在handleMessage()中更新UI。
private Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
String m = (String) msg.obj;
message.setText(m);
}
};
当从connect()方法中获得网页内容后，使用如下方法更新界面。
Message mg = Message.obtain();
mg.obj = s;
handler.sendMessage(mg);
重新运行NetworkActivity，点击“连接”按钮，结果如图2示，正确读取了网页的内容。
AsyncTask
看上去修改后的connect()方法已经可用了，但是这种匿名程的方式是存在缺陷的：第一，线程的开销较大，如果每个任务都要创建一个线程，那么应用程序的效率要低很多;第二，线程无法管理，匿名线程创建并启动后就不受程序的控制了，如果有很多个请求发送，那么就会启动非常多的线程，系统将不堪重负。另外，前面已经看到，在新线程中更新UI还必须要引入handler，这让代码看上去非常臃肿。
为了解决这一问题，OPhone在1.5版本引入了AsyncTask。AsyncTask的特点是任务在主线程之外运行，而回调方法是在主线程中执行，这就有效地避免了使用Handler带来的麻烦。阅读AsyncTask的源码可知，AsyncTask是使用java.util.concurrent 框架来管理线程以及任务的执行的，concurrent框架是一个非常成熟，高效的框架，经过了严格的测试。这说明AsyncTask的设计很好的解决了匿名线程存在的问题。
AsyncTask是抽象类，子类必须实现抽象方法doInBackground(Params... p) ，在此方法中实现任务的执行工作，比如连接网络获取数据等。通常还应该实现onPostExecute(Result r)方法，因为应用程序关心的结果在此方法中返回。需要注意的是AsyncTask一定要在主线程中创建实例。AsyncTask定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result。
- Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL。
- Progress 后台任务执行的百分比。
- Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String。
- AsyncTask的执行分为四个步骤，与前面定义的TaskListener类似。每一步都对应一个回调方法，需要注意的是这些方法不应该由应用程序调用，开发者需要做的就是实现这些方法。在任务的执行过程中，这些方法被自动调用。
- onPreExecute() 当任务执行之前开始调用此方法，可以在这里显示进度对话框。
- doInBackground(Params...) 此方法在后台线程执行，完成任务的主要工作，通常需要较长的时间。在执行过程中可以调用publicProgress(Progress...)来更新任务的进度。
- onProgressUpdate(Progress...) 此方法在主线程执行，用于显示任务执行的进度。
- onPostExecute(Result) 此方法在主线程执行，任务执行的结果作为此方法的参数返回。
PageTask扩展了AsyncTask，在doInBackground()方法中读取网页内容。PageTask的源代码如下所示：
class PageTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
// 可变长的输入参数，与AsyncTask.exucute()对应
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
try {
HttpClient client = new DefaultHttpClient();
// params[0]代表连接的url
HttpGet get = new HttpGet(params[0]);
HttpResponse response = client.execute(get);
HttpEntity entity = response.getEntity();
long length = entity.getContentLength();
InputStream is = entity.getContent();
String s = null;
if (is != null) {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buf = new byte[128];
int ch = -1;
int count = 0;
while ((ch = is.read(buf)) != -1) {
baos.write(buf, 0, ch);
count += ch;
if (length > 0) {
// 如果知道响应的长度，调用publishProgress（）更新进度
publishProgress((int) ((count / (float) length) * 100));
}
// 为了在模拟器中清楚地看到进度，让线程休眠100ms
Thread.sleep(100);
}
s = new String(baos.toByteArray()); }
// 返回结果
return s;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
@Override
protected void onCancelled() {
super.onCancelled();
}
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
// 返回HTML页面的内容
message.setText(result);
}
@Override
protected void onPreExecute() {
// 任务启动，可以在这里显示一个对话框，这里简单处理
message.setText(R.string.task_started);
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
// 更新进度
message.setText(values[0]);
}
}
执行PageTask非常简单，只需要调用如下代码。重新运行NetworkActivity，不但可以抓取网页的内容，还可以实时更新读取的进度。读者尝试读取一个较大的网页，看看百分比的更新情况。
task.execute(url.getText().toString());
总结
本文介绍了OPhone联网应用开发中应该注意的两个问题：线程管理和界面更新。不但分析了问题的所在，也给出了多种解决方案。这里笔者推荐使用AsyncTask处理联网，播放大尺寸媒体文件等较为耗时的工作，不但执行效率高，也可以节省代码。
