Android開發之旅：程序與線程

當應用程式的元件第一次運作時，Android将啟動一個隻有一個執行線程的Linux程序。預設，應用程式所有的元件運作在這個程序和線程中。然而，你可以安排元件運作在其他程序中，且你可以為程序衍生出其它線程。本文從下面幾點來介紹Android的程序與線程：

1、程序

2、線程

2.1、遠端過程調用（Remote procedure calls，RPCs）

2.2、線程安全方法

元件運作于哪個程序中由清單檔案控制。元件元素——<activity>、<service>、<receiver>、<provider>，都有一個process屬性可以指定元件運作在哪個程序中。這個屬性可以設定為每個元件運作在自己的程序中，或者某些元件共享一個程序而其他的不共享。他們還可以設定為不同應用程式的元件運作在同一個程序中——假設這些應用程式共享同一個Linux使用者ID且被配置設定了同樣的權限。<application>元素也有process屬性，為所有的元件設定一個預設值。

所有的元件都在特定程序的主線程中執行個體化，且系統調用元件是由主線程派遣。不會為每個執行個體建立單獨的線程，是以，對應這些調用的方法——諸如View.onKeyDown()報告用使用者的行為和生命周期通知，總是運作在程序的主線程中。這意味着，沒有元件當被系統調用時應該執行很長時間或阻塞操作（如網絡操作或循環計算），因為這将阻塞程序中的其它元件。你可以為長操作衍生獨立的線程。

public boolean onKeyDown(int keyCode,KeyEvent event)：預設實作KeyEvent.Callback.onKeyMultiple()，當按下視圖的KEYCODE_DPAD_CENTER或KEYCODE_ENTER然後釋放時執行，如果視圖可用且可點選。 參數 keyCode-表示按鈕被按下的鍵碼，來自KeyEvent  event-定義了按鈕動作的KeyEvent對象 傳回值 如果你處理事件，傳回true；如果你想下一個接收者處理事件，傳回false。

當記憶體剩餘較小且其它程序請求較大記憶體并需要立即配置設定，Android要回收某些程序，程序中的應用程式元件會被銷毀。當他們再次運作時，會重新開始一個程序。

當決定終結哪個程序時，Android會權衡他們對使用者重要性的相對權值。例如，與運作在螢幕可見的活動程序相比（前台程序），它更容易關閉一個程序，它的活動在螢幕是不可見（背景程序）。決定是否終結程序，取決于運作在程序中的元件狀态。關于元件的狀态，将在後面一篇——元件生命周期中介紹。

雖然你可能會将你的應用程式限制在一個程序中，但有時候你會需要衍生一個線程做一些背景工作。因為使用者界面必須很快地響應使用者的操作，是以活動寄宿的線程不應該做一些耗時的操作如網絡下載下傳。任何不可能在短時間完成的操作應該配置設定到别的線程。

線程在代碼中是用标準的Java線程對象建立的，Android提供了一些友善的類來管理線程——Looper用于線上程中運作消息循環、Handler使用者處理消息、HandlerThread使用者設定一個消息循環的線程。

Looper類 該類使用者線上程中運作消息循環。線程預設沒有消息循環，可以線上程中調用prepare()建立一個運作循環；然後調用loop()處理消息直到循環結束。大部分消息循環互動是通過Handler類。下面是一個典型的執行一個Looper線程的例子，分别使用prepare()和loop()建立一個初始的Handler與Looper互動： 

class LooperThread extends Thread {          public Handler mHandler;                   public void run() {              Looper.prepare();                           mHandler = new Handler() {                  public void handleMessage(Message msg) {                      // process incoming messages here                  }              };                           Looper.loop();          }     }    

更多的關于Looper的資訊及Handler、HandlerThread請參閱相關資料。

Android有一個輕量級的遠端過程調用機制——方法在本地調用卻在遠端（另外一個程序中）執行，結果傳回給調用者。這需要将方法調用和它伴随的資料分解為作業系統能夠了解的層次，從本地程序和位址空間傳輸到遠端程序和位址空間，并重新組裝調用。傳回值以相反方向傳輸。Android提供了做這些工作的所有代碼，這樣我們可以專注于定義和執行RPC接口本身。

一個RPC接口僅包含方法。所有的方法同步地執行（本地方法阻塞直到遠端方法執行完成），即使是沒有傳回值。簡言之，該機制工作原理如下：首先，你用簡單的IDL（interface definition language，接口定義語言）聲明一個你想實作的RPC接口。從這個聲明中，aidl工具生成一個Java接口定義，提供給本地和遠端程序。它包含兩個内部類，如下圖所示：

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内部類有管理你用IDL定義的接口的遠端過程調用所需要的所有代碼。這兩個内部類都實作了IBinder接口。其中之一就是在本地由系統内部使用，你寫代碼可以忽略它。另外一個是Stub，擴充自Binder類。除了用于有效地IPC（interprocess communication）調用的内部代碼，内部類在RPC接口聲明中還包含方法聲明。你可以定義Stub的子類實作這些方法，如圖中所示。

通常情況下，遠端過程有一個服務管理（因為服務能通知系統關于程序和它連接配接的其它程序的資訊）。它有由aidl工具生成的接口檔案和Stub子類實作的RPC方法。服務的用戶端僅有由aidl工具生成的接口檔案。

下面介紹服務如何與它的用戶端建立連接配接：

服務的用戶端（在本地端的）應該實作onServiceConnected() 和onServiceDisconnected() 方法，是以當與遠端服務建立連接配接成功和斷開連接配接是會通知它。然後調用bindService() 建立連接配接。

服務的onBind()方法将實作為接受或拒絕連接配接，者取決于它接受到的意圖（該意圖傳送到binServive()）。如果連接配接被接受，它傳回一個Stub子類的執行個體。

如果服務接受連接配接，Android調用用戶端的onServiceConnected()方法且傳遞給它一個IBinder對象，傳回由服務管理的Stub子類的一個代理。通過代理，用戶端可以調用遠端服務。

這裡隻是簡單地描述，省略了一些RPC機制的細節。你可以查閱相關資料或繼續關注Android開發之旅，後面将為你奉上。

在一些情況下，你實作的方法可能會被不止一個線程調用，是以必須寫成線程安全的。這對遠端調用方法是正确的——如上一節讨論的RPC機制。當從IBinder程序中調用一個IBinder對象中實作的一個方法，這個方法在調用者的線程中執行。然而，當從别的程序中調用，方法将在Android維護的IBinder程序中的線程池中選擇一個執行，它不在程序的主線程中執行。例如，一個服務的onBind()方法在服務程序的主線程中被調用，在onBind()傳回的對象中執行的方法（例如，實作RPC方法的Stub子類）将線上程池中被調用。由于服務可以有一個以上的用戶端，是以同時可以有一個以上的線程在執行同一個IBinder方法。是以，IBinder的方法必須是線程安全的。

同樣，一個内容提供者可以接受其它程序産生的資料請求。雖然ContentResolver 和 ContentProvider 類隐藏程序通信如何管理的，對應哪些請求的ContentResolver 方法——query()、insert()、delete()、update()、getType()，在内容提供者的程序的線程池中被調用，而不是在這一程序的主線程中。因為這些方法可以同時從任意數量的線程中調用，他們也必須實作為線程安全的。

本系列的其它文章：

<a href="http://skynet.blog.51cto.com/1943397/365407" target="_blank">Android 開發之旅：環境搭建及HelloWorld</a>

<a href="http://skynet.blog.51cto.com/1943397/365402" target="_blank">Android 開發之旅：HelloWorld項目的目錄結構</a>

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從android架構到這篇基本内容都是意譯自Android SDK文檔。

     本文轉自Saylor87 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/skynet/365379，如需轉載請自行聯系原作者