《第一行代码第二版》第 10 章

《第一行代码第二版》

本博客是对第一行代码的精简总结，仅供个人学习使用。如需系统学习请购买正版或者电子书籍。

链接附上 🔗图灵社区：https://www.ituring.com.cn/book/2744/

第 10 章　后台默默的劳动者——探究服务

10.1　服务是什么

服务（Service）是Android中实现程序后台运行的解决方案，它非常适合去执行那些不需要和用户交互而且还要求长期运行的任务。服务的运行不依赖于任何用户界面，即使程序被切换到后台，或者用户打开了另外一个应用程序，服务仍然能够保持正常运行。

服务并不是运行在一个独立的进程当中的，而是依赖于创建服务时所在的应用程序进程。当某个应用程序进程被杀掉时，所有依赖于该进程的服务也会停止运行。

10.2　Android多线程编程

10.2.1　线程的基本用法

Android多线程编程其实并不比Java多线程编程特殊，基本都是使用相同的语法。比如说，定义一个线程只需要新建一个类继承自Thread，然后重写父类的run()方法，并在里面编写耗时逻辑即可，如下所示：

class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        // 处理具体的逻辑
    }

}

那么该如何启动这个线程呢？其实也很简单，只需要new出MyThread的实例，然后调用它的start()方法，这样run()方法中的代码就会在子线程当中运行了，如下所示：

new MyThread().start();

当然，使用继承的方式耦合性有点高，更多的时候我们都会选择使用实现Runnable接口的方式来定义一个线程，如下所示：

class MyThread implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        // 处理具体的逻辑
    }

}

如果使用了这种写法，启动线程的方法也需要进行相应的改变，如下所示：

MyThread myThread = new MyThread();
new Thread(myThread).start();

可以看到，Thread的构造函数接收一个Runnable参数，而我们new出的MyThread正是一个实现了Runnable接口的对象，所以可以直接将它传入到Thread的构造函数里。接着调用Thread的start()方法，run()方法中的代码就会在子线程当中运行了。

new Thread(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        // 处理具体的逻辑
    }

}).start();

Java 多线程和 Android 多线程不一样

10.2.2　在子线程中更新UI

和许多其他的GUI库一样，Android的UI也是线程不安全的。也就是说，如果想要更新应用程序里的UI元素，则必须在主线程中进行，否则就会出现异常。

我们希望在点击Button后可以把TextView中显示的字符串改成Nice to meet you。

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private TextView text;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        text = (TextView) findViewById(R.id.text);
        Button changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
        changeText.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.change_text:
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        text.setText("Nice to meet you");
                    }
                }).start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }

}

可以看到，我们在Change Text按钮的点击事件里面开启了一个子线程，然后在子线程中调用TextView的setText()方法将显示的字符串改成Nice to meet you。代码的逻辑非常简单，只不过我们是在子线程中更新UI的。现在运行一下程序，并点击Change Text按钮，你会发现程序果然崩溃了.由于在子线程中更新UI所导致的

异步消息处理机制

Android提供了一套异步消息处理机制，完美地解决了在子线程中进行UI操作的问题。

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    public static final int UPDATE_TEXT = 1;

    private TextView text;

    private Handler handler = new Handler() {

        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case UPDATE_TEXT:
                    // 在这里可以进行UI操作
                    text.setText("Nice to meet you");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

    };

    ...

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.change_text:
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message message = new Message();
                        message.what = UPDATE_TEXT;
                        handler.sendMessage(message); // 将Message对象发送出去
                    }
                }).start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }

}

这里我们先是定义了一个整型常量UPDATE_TEXT，用于表示更新TextView这个动作。然后新增一个Handler对象，并重写父类的handleMessage()方法，在这里对具体的Message进行处理。如果发现Message的what字段的值等于UPDATE_TEXT，就将TextView显示的内容改成Nice to meet you。

下面再来看一下Change Text按钮的点击事件中的代码。可以看到，这次我们并没有在子线程里直接进行UI操作，而是创建了一个Message（android.os.Message）对象，并将它的what字段的值指定为UPDATE_TEXT，然后调用Handler的sendMessage()方法将这条Message发送出去。很快，Handler就会收到这条Message，并在handleMessage()方法中对它进行处理。注意此时handleMessage()方法中的代码就是在主线程当中运行的了，所以我们可以放心地在这里进行UI操作。接下来对Message携带的what字段的值进行判断，如果等于UPDATE_TEXT，就将TextView显示的内容改成Nice to meet you。

精彩

10.2.3　解析异步消息处理机制

Android中的异步消息处理主要由4个部分组成：Message、Handler、MessageQueue和Looper。

Message

Message是在线程之间传递的消息，它可以在内部携带少量的信息，用于在不同线程之间交换数据。上一小节中我们使用到了Message的what字段，除此之外还可以使用arg1和arg2字段来携带一些整型数据，使用obj字段携带一个Object对象。
Handler

Handler顾名思义也就是处理者的意思，它主要是用于发送和处理消息的。发送消息一般是使用Handler的sendMessage()方法，而发出的消息经过一系列地辗转处理后，最终会传递到Handler的handleMessage()方法中。
MessageQueue

MessageQueue是消息队列的意思，它主要用于存放所有通过Handler发送的消息。这部分消息会一直存在于消息队列中，等待被处理。每个线程中只会有一个MessageQueue对象。
Looper

Looper是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环当中，然后每当发现MessageQueue中存在一条消息，就会将它取出，并传递到Handler的handleMessage()方法中。每个线程中也只会有一个Looper对象。

流程

首先需要在主线程当中创建一个Handler对象，并重写handleMessage()方法。然后当子线程中需要进行UI操作时，就创建一个Message对象，并通过Handler将这条消息发送出去。之后这条消息会被添加到MessageQueue的队列中等待被处理，而Looper则会一直尝试从MessageQueue中取出待处理消息，最后分发回Handler的handleMessage()方法中。由于Handler是在主线程中创建的，所以此时handleMessage()方法中的代码也会在主线程中运行，于是我们在这里就可以安心地进行UI操作了。

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10.2.4　使用AsyncTask

借助AsyncTask，即使你对异步消息处理机制完全不了解，也可以十分简单地从子线程切换到主线程。当然，AsyncTask背后的实现原理也是基于异步消息处理机制的，只是Android帮我们做了很好的封装而已。

由于AsyncTask是一个抽象类，所以如果我们想使用它，就必须要创建一个子类去继承它。在继承时我们可以为AsyncTask类指定3个泛型参数，这3个参数的用途如下。

Params。在执行AsyncTask时需要传入的参数，可用于在后台任务中使用。
Progress。后台任务执行时，如果需要在界面上显示当前的进度，则使用这里指定的泛型作为进度单位。
Result。当任务执行完毕后，如果需要对结果进行返回，则使用这里指定的泛型作为返回值类型。

class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {
    ...
}

这里我们把AsyncTask的第一个泛型参数指定为Void，表示在执行AsyncTask的时候不需要传入参数给后台任务。第二个泛型参数指定为Integer，表示使用整型数据来作为进度显示单位。第三个泛型参数指定为Boolean，则表示使用布尔型数据来反馈执行结果。

还需要去重写AsyncTask中的几个方法才能完成对任务的定制。经常需要去重写的方法有以下4个。

onPreExecute()

这个方法会在后台任务开始执行之前调用，用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示一个进度条对话框等。
doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会在子线程中运行，我们应该。任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress (Progress...)方法来完成。
onProgressUpdate(Progress...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，onProgressUpdate (Progress...)方法就会很快被调用，该方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。在这个方法中可以对UI进行操作，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。
onPostExecute(Result)

当后台任务执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据来进行一些UI操作，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {

    @Override
    protected void onPreExecute() {
        progressDialog.show(); // 显示进度对话框
    }

    @Override
    protected Boolean doInBackground(Void... params) {
        try {
            while (true) {
                int downloadPercent = doDownload(); // 这是一个虚构的方法
                publishProgress(downloadPercent);
                if (downloadPercent >= 100) {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
        // 在这里更新下载进度
        progressDialog.setMessage("Downloaded " + values[0] + "%");
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Boolean result) {
        progressDialog.dismiss(); // 关闭进度对话框
        // 在这里提示下载结果
        if (result) {
            Toast.makeText(context, "Download succeeded", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } else {
            Toast.makeText(context, " Download failed", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

简单来说，使用AsyncTask的诀窍就是，在doInBackground()方法中执行具体的耗时任务，在onProgressUpdate()方法中进行UI操作，在onPostExecute()方法中执行一些任务的收尾工作。

如果想要启动这个任务，只需编写以下代码即可：

new DownloadTask().execute();

只需要调用一下publishProgress()方法，就可以轻松地从子线程切换到UI线程了。

10.3　服务的基本用法

10.3.1　定义一个服务

处理事情的逻辑应该写在哪里呢？这时就可以重写Service中的另外一些方法了

public class MyService extends Service {

    ...

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
    }

}

其中onCreate()方法会在服务创建的时候调用，onStartCommand()方法会在每次服务启动的时候调用，onDestroy()方法会在服务销毁的时候调用。

通常情况下，如果我们希望服务一旦启动就立刻去执行某个动作，就可以将逻辑写在onStartCommand()方法里。而当服务销毁时，我们又应该在onDestroy()方法中去回收那些不再使用的资源。

每一个服务都需要在AndroidManifest.xml文件中进行注册才能生效，不知道你有没有发现，这是Android四大组件共有的特点。

10.3.2　启动和停止服务

主要是借助Intent来实现的

switch (v.getId()) {
            case R.id.start_service:
                Intent startIntent = new Intent(this, MyService.class);
                startService(startIntent); // 启动服务
                break;
            case R.id.stop_service:
                Intent stopIntent = new Intent(this, MyService.class);
                stopService(stopIntent); // 停止服务
                break;
            default:
                break;

然后在Start Service按钮的点击事件里，我们构建出了一个Intent对象，并调用startService()方法来启动MyService这个服务。在Stop Serivce按钮的点击事件里，我们同样构建出了一个Intent对象，并调用stopService()方法来停止MyService这个服务。startService()和stopService()方法都是定义在Context类中的，所以我们在活动里可以直接调用这两个方法。

那服务有没有什么办法让自已停止下来呢？当然可以，只需要在MyService的任何一个位置调用stopSelf()方法就能让这个服务停止下来了。

onCreate()方法是在服务第一次创建的时候调用的，而onStartCommand()方法则在每次启动服务的时候都会调用，由于刚才我们是第一次点击Start Service按钮，服务此时还未创建过，所以两个方法都会执行，之后如果你再连续多点击几次Start Service按钮，你就会发现只有onStartCommand()方法可以得到执行了。

10.3.3　活动和服务进行通信

例如在活动中指挥服务去干什么，服务就去干什么。当然可以，这就需要借助我们刚刚忽略的onBind()方法了。

活动中可以决定何时开始下载，以及随时查看下载进度。实现这个功能的思路是创建一个专门的Binder对象来对下载功能进行管理

public class MyService extends Service {

    private DownloadBinder mBinder = new DownloadBinder();

    class DownloadBinder extends Binder {

        public void startDownload() {
            Log.d("MyService", "startDownload executed");
        }

        public int getProgress() {
            Log.d("MyService", "getProgress executed");
            return 0;
        }

    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }

    ...

}

当一个活动和服务绑定了之后，就可以调用该服务里的Binder提供的方法了。

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private MyService.DownloadBinder downloadBinder;

    private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        }

        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            downloadBinder = (MyService.DownloadBinder) service;
            downloadBinder.startDownload();
            downloadBinder.getProgress();
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ...
        Button bindService = (Button) findViewById(R.id.bind_service);
        Button unbindService = (Button) findViewById(R.id.unbind_service);
        bindService.setOnClickListener(this);
        unbindService.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            ...
            case R.id.bind_service:
                Intent bindIntent = new Intent(this, MyService.class);
                bindService(bindIntent, connection, BIND_AUTO_CREATE); // 绑定服务
                break;
            case R.id.unbind_service:
                unbindService(connection); // 解绑服务
                break;
            default:
                break;
        }
    }

}

这里我们首先创建了一个ServiceConnection的匿名类，在里面重写了onServiceConnected()方法和onServiceDisconnected()方法，这两个方法分别会在活动与服务成功绑定以及活动与服务的连接断开的时候调用。在onServiceConnected()方法中，我们又通过向下转型得到了DownloadBinder的实例，有了这个实例，活动和服务之间的关系就变得非常紧密了。现在我们可以在活动中根据具体的场景来调用DownloadBinder中的任何public方法，即实现了指挥服务干什么服务就去干什么的功能。这里仍然只是做了个简单的测试，在onServiceConnected()方法中调用了DownloadBinder的startDownload()和getProgress()方法。

当然，现在活动和服务其实还没进行绑定呢，这个功能是在Bind Service按钮的点击事件里完成的。可以看到，这里我们仍然是构建出了一个Intent对象，然后调用bindService()方法将MainActivity和MyService进行绑定。bindService()方法接收3个参数，第一个参数就是刚刚构建出的Intent对象，第二个参数是前面创建出的ServiceConnection的实例，第三个参数则是一个标志位，这里传入BIND_AUTO_CREATE表示在活动和服务进行绑定后自动创建服务。这会使得MyService中的onCreate()方法得到执行，但onStartCommand()方法不会执行。

然后如果我们想解除活动和服务之间的绑定该怎么办呢？调用一下unbindService()方法就可以了，这也是Unbind Service按钮的点击事件里实现的功能。

10.4　服务的生命周期

之前我们学习过了活动以及碎片的生命周期。类似地，服务也有自己的生命周期，前面我们使用到的onCreate()、onStartCommand()、onBind()和onDestroy()等方法都是在服务的生命周期内可能回调的方法。

一旦在项目的任何位置调用了Context的startService()方法，相应的服务就会启动起来，并回调onStartCommand()方法。如果这个服务之前还没有创建过，onCreate()方法会先于onStartCommand()方法执行。服务启动了之后会一直保持运行状态，直到stopService()或stopSelf()方法被调用。注意，虽然每调用一次startService()方法，onStartCommand()就会执行一次，但实际上每个服务都只会存在一个实例。所以不管你调用了多少次startService()方法，只需调用一次stopService()或stopSelf()方法，服务就会停止下来了。

另外，还可以调用Context的bindService()来获取一个服务的持久连接，这时就会回调服务中的onBind()方法。类似地，如果这个服务之前还没有创建过，onCreate()方法会先于onBind()方法执行。之后，调用方可以获取到onBind()方法里返回的IBinder对象的实例，这样就能自由地和服务进行通信了。只要调用方和服务之间的连接没有断开，服务就会一直保持运行状态。

当调用了startService()方法后，又去调用stopService()方法，这时服务中的onDestroy()方法就会执行，表示服务已经销毁了。类似地，当调用了bindService()方法后，又去调用unbindService()方法，onDestroy()方法也会执行，这两种情况都很好理解。但是需要注意，我们是完全有可能对一个服务既调用了startService()方法，又调用了bindService()方法的，这种情况下该如何才能让服务销毁掉呢？根据Android系统的机制，一个服务只要被启动或者被绑定了之后，就会一直处于运行状态，必须要让以上两种条件同时不满足，服务才能被销毁。所以，这种情况下要同时调用stopService()和unbindService()方法，onDestroy()方法才会执行。 /

10.5　服务的更多技巧

10.5.1　使用前台服务

{%}

public class MyService extends Service {

    ...

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.d("MyService", "onCreate executed");
        Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
        PendingIntent pi = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, 0);
        Notification notification = new NotificationCompat.Builder(this)
                .setContentTitle("This is content title")
                .setContentText("This is content text")
                .setWhen(System.currentTimeMillis())
                .setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher)
                .setLargeIcon(BitmapFactory.decodeResource(getResources(),
                    R.mipmap.ic_launcher))
                .setContentIntent(pi)
                .build();
        startForeground(1, notification);
    }

    ...

}

可以看到，这里只是修改了onCreate()方法中的代码，相信这部分代码你会非常眼熟。没错！这就是我们在第8章中学习的创建通知的方法。只不过这次在构建出Notification对象后并没有使用NotificationManager来将通知显示出来，而是调用了startForeground()方法。这个方法接收两个参数，第一个参数是通知的id，类似于notify()方法的第一个参数，第二个参数则是构建出的Notification对象。调用startForeground()方法后就会让MyService变成一个前台服务，并在系统状态栏显示出来。

10.5.2　使用IntentService

服务中的代码都是默认运行在主线程当中的，如果直接在服务里去处理一些耗时的逻辑，就很容易出现ANR（Application Not Responding）的情况。

总会有一些程序员忘记开启线程，或者忘记调用stopSelf()方法。为了可以简单地创建一个异步的、会自动停止的服务，Android专门提供了一个IntentService类，这个类就很好地解决了前面所提到的两种尴尬，下面我们就来看一下它的用法。

public class MyIntentService extends IntentService {

    public MyIntentService() {
        super("MyIntentService"); // 调用父类的有参构造函数
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        // 打印当前线程的id
        Log.d("MyIntentService", "Thread id is " + Thread.currentThread(). getId());
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.d("MyIntentService", "onDestroy executed");
    }

}

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    ...

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ...
        Button startIntentService = (Button) findViewById(R.id.start_intent_
            service);
        startIntentService.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            ...
            case R.id.start_intent_service:
                // 打印主线程的id
                Log.d("MainActivity", "Thread id is " + Thread.currentThread().
                    getId());
                Intent intentService = new Intent(this, MyIntentService.class);
                startService(intentService);
                break;
            default:
                break;
        }
    }

}

集开启线程和自动停止于一身，IntentService还是博得了不少程序员的喜爱。

posted @ 2021-04-28 16:11 AronJudge 阅读(145) 评论(0) 编辑收藏举报

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《第一行代码 第二版》第 10 章

《第一行代码 第二版》

第 10 章 后台默默的劳动者——探究服务

10.1 服务是什么

10.2 Android多线程编程

10.2.1 线程的基本用法

10.2.2 在子线程中更新UI

异步消息处理机制

10.2.3 解析异步消息处理机制

10.2.4 使用AsyncTask

10.3 服务的基本用法

10.3.1 定义一个服务

10.3.2 启动和停止服务

10.3.3 活动和服务进行通信

10.4 服务的生命周期

10.5 服务的更多技巧

10.5.1 使用前台服务

10.5.2 使用IntentService

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