[转载]Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类
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上一篇博客介绍了Android异步消息处理机制,如果你还不了解,可以看:Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系 。 那篇博客的最后,提出可以把异步消息处理机制不仅仅是在MainActivity中更新UI,可以用到别的地方,最近也一直在考虑这个问题,有幸,想出来 一个实际的案例,将异步消息处理机制用到大量图片的加载的工具类中,其实也特别希望可以写一篇关于大量图片加载的文章,终于有机会了~先简单介绍一下:
1、概述
一般大量图片的加载,比如GridView实现手机的相册功能,一般会用到LruCache,线程池,任务队列等;那么异步消息处理可以用哪呢?
1、用于UI线程当Bitmap加载完成后更新ImageView
2、 在图片加载类初始化时,我们会在一个子线程中维护一个Loop实例,当然子线程中也就有了MessageQueue,Looper会一直在那loop停着 等待消息的到达,当有消息到达时,从任务队列按照队列调度的方式(FIFO,LIFO等),取出一个任务放入线程池中进行处理。
简易的一个 流程:当需要加载一张图片,首先把加载图片加入任务队列,然后使用loop线程(子线程)中的hander发送一个消息,提示有任务到达,loop() (子线程)中会接着取出一个任务,去加载图片,当图片加载完成,会使用UI线程的handler发送一个消息去更新UI界面。
说了这么多,大家估计也觉得云里来雾里去的,下面看实际的例子。
2、图库功能的实现
该程序首先扫描手机中所有包含图片的文件夹,最终选择图片最多的文件夹,使用GridView显示其中的图片
1、布局文件
- <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent" >
- <GridView
- android:id="@+id/id_gridView"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent"
- android:cacheColorHint="@android:color/transparent"
- android:columnWidth="90dip"
- android:gravity="center"
- android:horizontalSpacing="20dip"
- android:listSelector="@android:color/transparent"
- android:numColumns="auto_fit"
- android:stretchMode="columnWidth"
- android:verticalSpacing="20dip" >
- </GridView>
- </RelativeLayout>
布局文件相当简单就一个GridView
2、MainActivity
- package com.example.zhy_handler_imageloader;
- import java.io.File;
- import java.io.FilenameFilter;
- import java.util.Arrays;
- import java.util.HashSet;
- import java.util.List;
- import android.app.Activity;
- import android.app.ProgressDialog;
- import android.content.ContentResolver;
- import android.database.Cursor;
- import android.net.Uri;
- import android.os.Bundle;
- import android.os.Environment;
- import android.os.Handler;
- import android.provider.MediaStore;
- import android.widget.GridView;
- import android.widget.ImageView;
- import android.widget.ListAdapter;
- import android.widget.Toast;
- public class MainActivity extends Activity
- {
- private ProgressDialog mProgressDialog;
- private ImageView mImageView;
- /**
- * 存储文件夹中的图片数量
- */
- private int mPicsSize;
- /**
- * 图片数量最多的文件夹
- */
- private File mImgDir;
- /**
- * 所有的图片
- */
- private List<String> mImgs;
- private GridView mGirdView;
- private ListAdapter mAdapter;
- /**
- * 临时的辅助类,用于防止同一个文件夹的多次扫描
- */
- private HashSet<String> mDirPaths = new HashSet<String>();
- private Handler mHandler = new Handler()
- {
- public void handleMessage(android.os.Message msg)
- {
- mProgressDialog.dismiss();
- mImgs = Arrays.asList(mImgDir.list(new FilenameFilter()
- {
- @Override
- public boolean accept(File dir, String filename)
- {
- if (filename.endsWith(".jpg"))
- return true;
- return false;
- }
- }));
- /**
- * 可以看到文件夹的路径和图片的路径分开保存,极大的减少了内存的消耗;
- */
- mAdapter = new MyAdapter(getApplicationContext(), mImgs,
- mImgDir.getAbsolutePath());
- mGirdView.setAdapter(mAdapter);
- };
- };
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
- {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.activity_main);
- mGirdView = (GridView) findViewById(R.id.id_gridView);
- getImages();
- }
- /**
- * 利用ContentProvider扫描手机中的图片,此方法在运行在子线程中 完成图片的扫描,最终获得jpg最多的那个文件夹
- */
- private void getImages()
- {
- if (!Environment.getExternalStorageState().equals(
- Environment.MEDIA_MOUNTED))
- {
- Toast.makeText(this, "暂无外部存储", Toast.LENGTH_SHORT).show();
- return;
- }
- // 显示进度条
- mProgressDialog = ProgressDialog.show(this, null, "正在加载...");
- new Thread(new Runnable()
- {
- @Override
- public void run()
- {
- Uri mImageUri = MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI;
- ContentResolver mContentResolver = MainActivity.this
- .getContentResolver();
- // 只查询jpeg和png的图片
- Cursor mCursor = mContentResolver.query(mImageUri, null,
- MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=? or "
- + MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE + "=?",
- new String[] { "image/jpeg", "image/png" },
- MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED);
- while (mCursor.moveToNext())
- {
- // 获取图片的路径
- String path = mCursor.getString(mCursor
- .getColumnIndex(MediaStore.Images.Media.DATA));
- // 获取该图片的父路径名
- File parentFile = new File(path).getParentFile();
- String dirPath = parentFile.getAbsolutePath();
- //利用一个HashSet防止多次扫描同一个文件夹(不加这个判断,图片多起来还是相当恐怖的~~)
- if(mDirPaths.contains(dirPath))
- {
- continue;
- }
- else
- {
- mDirPaths.add(dirPath);
- }
- int picSize = parentFile.list(new FilenameFilter()
- {
- @Override
- public boolean accept(File dir, String filename)
- {
- if (filename.endsWith(".jpg"))
- return true;
- return false;
- }
- }).length;
- if (picSize > mPicsSize)
- {
- mPicsSize = picSize;
- mImgDir = parentFile;
- }
- }
- mCursor.close();
- //扫描完成,辅助的HashSet也就可以释放内存了
- mDirPaths = null ;
- // 通知Handler扫描图片完成
- mHandler.sendEmptyMessage(0x110);
- }
- }).start();
- }
- }
MainActivity也是比较简单的,使用ContentProvider辅助,找到图片最多的文件夹后,直接handler去隐藏ProgressDialog,然后初始化数据,适配器等;
但是稍微注意一下:
1、在扫描图片时,使用了一个临时的HashSet保存扫描过的文件夹,这样可以有效的避免重复扫描。比如,我手机中有个文件夹下面有3000多张图片,如果不判断则会扫描这个文件夹3000多次,处理器时间以及内存的消耗还是很可观的。
2、 在适配器中,保存List<String>的时候,考虑只保存图片的名称,路径单独作为变量传入。一般情况下,图片的路径比图片名长很多,加 入有3000张图片,路径长度30,图片平均长度10,则List<String>保存完成路径需要长度为:(30+10)*3000 = 120000 ; 而单独存储只需要:30+10*3000 = 30030 ; 图片越多,节省的内存越客观;
总之,尽可能的去减少内存的消耗,这些都是很容易做到的~
3、GridView的适配器
- package com.example.zhy_handler_imageloader;
- import java.util.List;
- import android.content.Context;
- import android.view.LayoutInflater;
- import android.view.View;
- import android.view.ViewGroup;
- import android.widget.BaseAdapter;
- import android.widget.ImageView;
- import com.zhy.utils.ImageLoader;
- public class MyAdapter extends BaseAdapter
- {
- private Context mContext;
- private List<String> mData;
- private String mDirPath;
- private LayoutInflater mInflater;
- private ImageLoader mImageLoader;
- public MyAdapter(Context context, List<String> mData, String dirPath)
- {
- this.mContext = context;
- this.mData = mData;
- this.mDirPath = dirPath;
- mInflater = LayoutInflater.from(mContext);
- mImageLoader = ImageLoader.getInstance();
- }
- @Override
- public int getCount()
- {
- return mData.size();
- }
- @Override
- public Object getItem(int position)
- {
- return mData.get(position);
- }
- @Override
- public long getItemId(int position)
- {
- return position;
- }
- @Override
- public View getView(int position, View convertView, final ViewGroup parent)
- {
- ViewHolder holder = null;
- if (convertView == null)
- {
- holder = new ViewHolder();
- convertView = mInflater.inflate(R.layout.grid_item, parent,
- false);
- holder.mImageView = (ImageView) convertView
- .findViewById(R.id.id_item_image);
- convertView.setTag(holder);
- } else
- {
- holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
- }
- holder.mImageView
- .setImageResource(R.drawable.friends_sends_pictures_no);
- //使用Imageloader去加载图片
- mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),
- holder.mImageView);
- return convertView;
- }
- private final class ViewHolder
- {
- ImageView mImageView;
- }
- }
可以看到与传统的适配器的写法基本没有什么不同之处,甚至在getView里面都没有出现常见的回调(findViewByTag~用于防止图片的错位);仅仅多了一行代码:
mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);是不是用起来还是相当爽的,所有需要处理的细节都被封装了。
4、ImageLoader
现在才到了关键的时刻,我们封装的ImageLoader类,当然我们的异步消息处理机制也出现在其中。
首先是一个懒加载的单例
- /**
- * 单例获得该实例对象
- *
- * @return
- */
- public static ImageLoader getInstance()
- {
- if (mInstance == null)
- {
- synchronized (ImageLoader.class)
- {
- if (mInstance == null)
- {
- mInstance = new ImageLoader(1, Type.LIFO);
- }
- }
- }
- return mInstance;
- }
没啥说的,直接调用私有的构造方法,可以看到,默认传入了1(线程池中线程的数量),和LIFO(队列的工作方式)
- private ImageLoader(int threadCount, Type type)
- {
- init(threadCount, type);
- }
- private void init(int threadCount, Type type)
- {
- // loop thread
- mPoolThread = new Thread()
- {
- @Override
- public void run()
- {
- try
- {
- // 请求一个信号量
- mSemaphore.acquire();
- } catch (InterruptedException e)
- {
- }
- Looper.prepare();
- mPoolThreadHander = new Handler()
- {
- @Override
- public void handleMessage(Message msg)
- {
- mThreadPool.execute(getTask());
- try
- {
- mPoolSemaphore.acquire();
- } catch (InterruptedException e)
- {
- }
- }
- };
- // 释放一个信号量
- mSemaphore.release();
- Looper.loop();
- }
- };
- mPoolThread.start();
- // 获取应用程序最大可用内存
- int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
- int cacheSize = maxMemory / 8;
- mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize)
- {
- @Override
- protected int sizeOf(String key, Bitmap value)
- {
- return value.getRowBytes() * value.getHeight();
- };
- };
- mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
- mPoolSemaphore = new Semaphore(threadCount);
- mTasks = new LinkedList<Runnable>();
- mType = type == null ? Type.LIFO : type;
- }
然
后在私有构造里面调用了我们的init方法,在这个方法的开始就创建了mPoolThread这个子线程,在这个子线程中我们执行了
Looper.prepare,初始化mPoolThreadHander,Looper.loop;如果看过上篇博客,一定知道,此时在这个子线程中维
护了一个消息队列,且这个子线程会进入一个无限读取消息的循环中,而mPoolThreadHander这个handler发送的消息会直接发送至此线程
中的消息队列。然后看mPoolThreadHander中handleMessage的方法,直接调用了getTask方法取出一个任务,然后放入线程
池去执行。如果你比较细心,可能会发现里面还有一些信号量的操作的代码,如果你不了解什么是信号量,可以参考:Java 并发专题 : Semaphore 实现 互斥 与 连接池 。
简单说一下mSemaphore(信号数为1)的作用,由于mPoolThreadHander实在子线程初始化的,所以我在初始化前调用了
mSemaphore.acquire去请求一个信号量,然后在初始化完成后释放了此信号量,我为什么这么做呢?因为在主线程可能会立即使用到
mPoolThreadHander,但是mPoolThreadHander是在子线程初始化的,虽然速度很快,但是我也不能百分百的保证,主线程使用
时已经初始化结束,为了避免空指针异常,所以我在主线程需要使用的时候,是这么调用的:
- /**
- * 添加一个任务
- *
- * @param runnable
- */
- private synchronized void addTask(Runnable runnable)
- {
- try
- {
- // 请求信号量,防止mPoolThreadHander为null
- if (mPoolThreadHander == null)
- mSemaphore.acquire();
- } catch (InterruptedException e)
- {
- }
- mTasks.add(runnable);
- mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
- }
如
果mPoolThreadHander没有初始化完成,则会去acquire一个信号量,其实就是去等待mPoolThreadHander初始化完成。
如果对此感兴趣的,可以将关于mSemaphore的代码注释,然后在初始化mPoolThreadHander使用Thread.sleep去暂停1
秒,就会发现这样的错误。
初始化结束,就会在getView中调用mImageLoader.loadImage(mDirPath + "/" + mData.get(position),holder.mImageView);方法了,所以我们去看loadImage方法吧
- /**
- * 加载图片
- *
- * @param path
- * @param imageView
- */
- public void loadImage(final String path, final ImageView imageView)
- {
- // set tag
- imageView.setTag(path);
- // UI线程
- if (mHandler == null)
- {
- mHandler = new Handler()
- {
- @Override
- public void handleMessage(Message msg)
- {
- ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;
- ImageView imageView = holder.imageView;
- Bitmap bm = holder.bitmap;
- String path = holder.path;
- if (imageView.getTag().toString().equals(path))
- {
- imageView.setImageBitmap(bm);
- }
- }
- };
- }
- Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);
- if (bm != null)
- {
- ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
- holder.bitmap = bm;
- holder.imageView = imageView;
- holder.path = path;
- Message message = Message.obtain();
- message.obj = holder;
- mHandler.sendMessage(message);
- } else
- {
- addTask(new Runnable()
- {
- @Override
- public void run()
- {
- ImageSize imageSize = getImageViewWidth(imageView);
- int reqWidth = imageSize.width;
- int reqHeight = imageSize.height;
- Bitmap bm = decodeSampledBitmapFromResource(path, reqWidth,
- reqHeight);
- addBitmapToLruCache(path, bm);
- ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
- holder.bitmap = getBitmapFromLruCache(path);
- holder.imageView = imageView;
- holder.path = path;
- Message message = Message.obtain();
- message.obj = holder;
- // Log.e("TAG", "mHandler.sendMessage(message);");
- mHandler.sendMessage(message);
- mPoolSemaphore.release();
- }
- });
- }
- }
这段代码比较长,当然也是比较核心的代码了
10-29 行:首先将传入imageView设置了path,然在初始化了一个mHandler用于设置imageView的bitmap,注意此时在UI线程,也 就是这个mHandler发出的消息,会在UI线程中调用。可以看到在handleMessage中,我们从消息中取出 ImageView,bitmap,path;然后将path与imageView的tag进行比较,防止图片的错位,最后设置bitmap;
31行:我们首先去从LruCache中去查找是否已经缓存了此图片
32-40:如果找到了,则直接使用mHandler去发送消息,这里使用了一个ImgBeanHolder去封装了ImageView,Bitmap,Path这三个对象。然后更新执行handleMessage代码去更新UI
43-66行:如果没有存在缓存中,则创建一个Runnable对象作为任务,去执行addTask方法加入任务队列
49行:getImageViewWidth根据ImageView获取适当的图片的尺寸,用于后面的压缩图片,代码按顺序贴下下面
54行:会根据计算的需要的宽和高,对图片进行压缩。代码按顺序贴下下面
56行:将压缩后的图片放入缓存
58-64行,创建消息,使用mHandler进行发送,更新UI
- /**
- * 根据ImageView获得适当的压缩的宽和高
- *
- * @param imageView
- * @return
- */
- private ImageSize getImageViewWidth(ImageView imageView)
- {
- ImageSize imageSize = new ImageSize();
- final DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext()
- .getResources().getDisplayMetrics();
- final LayoutParams params = imageView.getLayoutParams();
- int width = params.width == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
- .getWidth(); // Get actual image width
- if (width <= 0)
- width = params.width; // Get layout width parameter
- if (width <= 0)
- width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth"); // Check
- // maxWidth
- // parameter
- if (width <= 0)
- width = displayMetrics.widthPixels;
- int height = params.height == LayoutParams.WRAP_CONTENT ? 0 : imageView
- .getHeight(); // Get actual image height
- if (height <= 0)
- height = params.height; // Get layout height parameter
- if (height <= 0)
- height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight"); // Check
- // maxHeight
- // parameter
- if (height <= 0)
- height = displayMetrics.heightPixels;
- imageSize.width = width;
- imageSize.height = height;
- return imageSize;
- }
- /**
- * 根据计算的inSampleSize,得到压缩后图片
- *
- * @param pathName
- * @param reqWidth
- * @param reqHeight
- * @return
- */
- private Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(String pathName,
- int reqWidth, int reqHeight)
- {
- // 第一次解析将inJustDecodeBounds设置为true,来获取图片大小
- final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
- options.inJustDecodeBounds = true;
- BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);
- // 调用上面定义的方法计算inSampleSize值
- options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth,
- reqHeight);
- // 使用获取到的inSampleSize值再次解析图片
- options.inJustDecodeBounds = false;
- Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(pathName, options);
- return bitmap;
- }
接下来看AddTask的代码:
- /**
- * 添加一个任务
- *
- * @param runnable
- */
- private synchronized void addTask(Runnable runnable)
- {
- try
- {
- // 请求信号量,防止mPoolThreadHander为null
- if (mPoolThreadHander == null)
- mSemaphore.acquire();
- } catch (InterruptedException e)
- {
- }
- mTasks.add(runnable);
- mPoolThreadHander.sendEmptyMessage(0x110);
- }
可以看到,简单把任务放入任务队列,然后使用mPoolThreadHander发送一个消息到后台的loop中,后台的loop会取出消息执行:mThreadPool.execute(getTask());
execute执行的就是上面分析的Runnable中的run方法了。
注 意一下:上述代码中还会看到mPoolSemaphore这个信号量的身影,说下用处;因为调用addTask之后,会直接去从任务队列取出一个任务,放 入线程池,由于线程池内部其实也维持着一个队列,那么”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成,直接加入线程池维护的队列中;这样会造成比如用户设 置了调度队列为LIFO,但是由于”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成,队列中始终维持在空队列的状态,所以让用户感觉LIFO根本没有效果; 所以我按照用户设置线程池工作线程的数量设置了一个信号量,这样在保证任务执行完后,才会从任务队列去取任务,使得LIFO有着很好的效果;有兴趣的可以 注释了所有的mPoolSemaphore代码,测试下就明白了。
到此代码基本介绍完毕。细节还是很多的,后面会附上源码,有兴趣的研究下代码,没有兴趣的,可以运行下代码,如果感觉流畅性不错,体验不错,可以作为工具类直接使用,使用也就getView里面一行代码。
贴一下效果图,我手机最多的文件夹大概3000张图片,加载速度还是相当相当流畅的:
真机录的,有点丢帧,注意看效果图,中间我疯狂拖动滚动条,但是图片基本还是瞬间显示的。
说 一下,FIFO如果设置为这个模式,在控件中不做处理的话,用户拉的比较慢效果还是不错的,但是用户手机如果有个几千张,瞬间拉到最后,最后一屏图片的显 示可能需要喝杯茶了~当然了,大家可以在控件中做处理,要么,拖动的时候不去加载图片,停在来再加载。或者,当手机抬起,给了一个很大的加速度,屏幕还是 很快的滑动时停止加载,停下时加载图片。
LIFO这个模式可能用户体验会好很多,不管用户拉多块,最终停下来的那一屏图片都会瞬间显示~
最 后掰一掰使用异步消息处理机制作为背后的子线程的好处,其实直接用一个子线程也可以实现,但是,这个子线程run中可能需要while(true)然后每 隔200毫秒甚至更短的时间去查询任务队列是否有任务,没有则Thread.sleep,然后再去查询;这样如果长时间没有去添加任务,这个线程依然会不 断的去查询;
而异步消息机制,只有在发送消息时才会去执行,当然更准确;当长时间没有任务到达时,也不会去查询,会一直阻塞在这;还有一点,这个机制Android内部实现的,怎么也比我们搞个Thread稳定性、效率高吧~