Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类

               

转载请标明出处：http://blog.****.net/lmj623565791/article/details/38476887 ，本文出自【张鸿洋的博客】

最近创建了一个群，方便大家交流，群号：55032675

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~

源码点击下载

    

           

// An highlighted block var foo = 'bar'; 

gantt
        dateFormat  YYYY-MM-DD
        title Adding GANTT diagram functionality to mermaid
        section 现有任务
        已完成               :done,    des1, 2014-01-06,2014-01-08
        进行中               :active,  des2, 2014-01-09, 3d
        计划一               :         des3, after des2, 5d
        计划二               :         des4, after des3, 5d