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.csdn.net/lmj623565791/article/details/38476887，本文出自【张鸿洋的博客】

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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~

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