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Android 子线程 UI 操作真的不可以?

2022-05-24 15:00 https://my.oschina.net/vivotech/blog/5530644 vivo互联网技术 次阅读 条评论

作者:vivo 互联网大前端团队- Zhang Xichen

一、背景及问题

某 SDK 有 PopupWindow 弹窗及动效,由于业务场景要求,对于 App 而言,SDK 的弹窗弹出时机具有随机性。

在弹窗弹出时,若 App 恰好也有动效执行,则可能出现主线程同时绘制两个动效,进而导致的卡顿,如下图。

我们以水平移动的方块模拟App正在进行的动效(如:页面切换);可以看出,在Snackabr 弹窗弹出时,方块动效有明显的卡顿(移动至约1/3处)。

这个问题的根本原因可以简述为:不可控的动效冲突(业务随机性) + 无从安置的主线程耗时方法(弹窗实例化、视图infalte)。

因此我们要寻求一个方案来解决动效冲突导致的卡顿问题。我们知道Android编码规范在要求子线程不能操作UI,但一定是这样吗?

通过我们的优化,我们可以达到最终达成完美的效果,动效流畅,互不干涉:

二、优化措施

【优化方式一】:动态设置弹窗的延迟实例化及展示时间,躲避业务动效。

结论:可行,但不够优雅。用于作为兜底方案。

【优化方式二】:能否将弹窗的耗时操作(如实例化、infalte)移至子线程运行,仅在展示阶段(调用show方法)在主线程执行?

结论:可以。attach前的view操作,严格意义上讲,并不是UI操作,只是简单的属性赋值。

【优化方式三】:能否将整个Snackbar的实例化、展示、交互全部放置子线程执行?

结论:可以,但有些约束场景,「UI线程」虽然大部分时候可以等同理解为「主线程」,但严格意义上,Android源码中从未限定「UI线程」必须是「主线程」。

三、原理分析

下面我们分析一下方案二、三的可行性原理

3.1 概念辨析

【主线程】:实例化ActivityThread的线程,各Activity实例化线程。

【UI线程】:实例化ViewRootImpl的线程,最终执行View的onMeasure/onLayout/onDraw等涉及UI操作的线程。

【子线程】:相对概念,相对于主线程,任何其他线程均为子线程。相对于UI线程同理。

3.2 CalledFromWrongThreadException来自哪里

众所周知,我们在更新界面元素时,若不在主线程执行,系统会抛CalledFromWrongThreadException,观察异常堆栈,不难发现,该异常的抛出是从ViewRootImpl#checkThread方法中抛出。

// ViewRootImpl.java
void checkThread() {
    if (mThread != Thread.currentThread()) {
        throw new CalledFromWrongThreadException(
                "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
    }
}

通过方法引用可以看到,ViewRootImpl#checkThread方法会在几乎所有的view更新方法中调用,用以防止多线程的UI操作。

图片

为了便于深入分析,我们以TextView#setText方法为例,进一步观察触发异常前,究竟都做了些什么。

通过查看方法调用链(Android Studio: alt + ctrl + H)我们可以看到UI更新的操作,走到了VIew这个公共父类的invalidate方法。

其实该方法是触发UI更新的一个必经方法,View#invalidate调用后,会在后续的操作中逐步执行View的重新绘制。

ViewRootImpl.checkThread()  (android.view)
  ViewRootImpl.invalidateChildInParent(int[], Rect)  (android.view)
    ViewGroup.invalidateChild(View, Rect)  (android.view)
      ViewRootImpl.invalidateChild(View, Rect)  (android.view)
        View.invalidateInternal(int, int, int, int, boolean, boolean)  (android.view)
          View.invalidate(boolean)  (android.view)
            View.invalidate()  (android.view)
              TextView.checkForRelayout()(2 usages)  (android.widget)
                TextView.setText(CharSequence, BufferType, boolean, int)  (android.widget)

3.3 理解 View#invalidate 方法

深入看一下该方法的源码,我们忽略不重要的代码,invalidate方法其实是在标记dirty区域,并继续向父View传递,并最终由最顶部的那个View执行真正的invalidate操作。

可以看到,若要让代码开始递归执行,几个必要条件需要满足:

  • 父View不为空:该条件显而易见,父view为空时,是无法调用ParentView#invalidateChild方法的。

  • Dirty区域坐标合法:同样显而易见。

  • AttachInfo不为空:目前唯一的变量,该方法为空时,不会真正执行invalidate。

那么,在条件1、2都显而易见的情况下,为何多判断一次AttachInfo对象?这个AttachInfo对象中都有什么信息?

void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,
            boolean fullInvalidate) {
    // ...
 
    // Propagate the damage rectangle to the parent view.
    final AttachInfo ai = mAttachInfo; // 此处何时赋值
    final ViewParent p = mParent;
    if (p != null && ai != null && l < r && t < b) { // 此处逻辑若不通过,实际也不会触发invalidate
        final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;
        damage.set(l, t, r, b);
        p.invalidateChild(this, damage);
    }
 
    // ...
 
}

mAttachInfo 里有什么?

注释描述:attachInfo 是一个view在attach至其父window被赋值的一系列信息。

其中可以看到有一些关键内容:

  1. 窗口(Window)相关的类、信息及IPC类。

  2. ViewRootImpl对象:这个类就是会触发CalledFromWrongThreadException的来源。

  3. 其他信息。

其实通过上面TextView#setText方法调用链的信息,我们已经知道,所有的成功执行的view#invalidate方法,最终都会走到ViewRootImpl中的方法,并在ViewRootImpl中检查尝试更新UI的线程。

也就是说当一个View由于其关联的ViewRootImpl对象时,才有可能触发CalledFromWrongThreadException异常,因此attachInfo是View继续有效执行invalidate方法的必要对象。

// android.view.view
 
/**
 * A set of information given to a view when it is attached to its parent
 * window.
 */
final static class AttachInfo {
 
    // ...
 
    final IBinder mWindowToken;
 
    /**
     * The view root impl.
     */
    final ViewRootImpl mViewRootImpl;
 
    // ...
 
    AttachInfo(IWindowSession session, IWindow window, Display display,
            ViewRootImpl viewRootImpl, Handler handler, Callbacks effectPlayer,
            Context context) {
 
        // ...
 
        mViewRootImpl = viewRootImpl;
 
        // ...
    }
}

正如注释描述,结合源码观察,mAttachInfo赋值时刻确实只有view的attach与detach两个时刻。

所以我们进一步推测:view在attach前的UI更新操作是不会触发异常的。我们是不是可以在attach前把实例化等耗时操作在子线程执行完成呢?

那一个view是何时与window进行attach的?

图片

正如我们编写布局文件,视图树的构建,是通过一个个VIewGroup通过addView方法构建出来的,观察ViewGroup#addViewInner方法,可以看到子view与attachInfo进行关系绑定的代码。

ViewGroup#addView →ViewGroup#addViewInner

// android.view.ViewGroup
 
private void addViewInner(View child, int index, LayoutParams params,
        boolean preventRequestLayout) {
    // ...                                                                      
    AttachInfo ai = mAttachInfo;
    if (ai != null && (mGroupFlags & FLAG_PREVENT_DISPATCH_ATTACHED_TO_WINDOW) == 0) {
 
        // ...
        child.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, (mViewFlags&VISIBILITY_MASK));
        // ...
    }
    // ...
}

在我们的背景案例中,弹窗的布局inflate操作是耗时的,那这个操作执行时是否已经完成了attachWindow操作呢?

实际上infalte时,可以由开发者自由控制是否执行attach操作,所有的infalte重载方法最终都会执行到LayoutInfaltor#tryInflatePrecompiled。

也就是说,我们可以将inflate操作与addView操作分两步执行,而前者可以在子线程完成。

(事实上google提供的Androidx包中的AsyncLayoutInflater也是这样操作的)。

private View tryInflatePrecompiled(@LayoutRes int resource, Resources res, @Nullable ViewGroup root,
    boolean attachToRoot) {
    // ...
    if (attachToRoot) {
        root.addView(view, params);
    } else {
        view.setLayoutParams(params);
    }
    // ...
}

到此为止,看来一切都比较清晰了,一切都与ViewRootImpl有关,那么我们仔细观察一下它:

首先ViewRootImpl从哪里来?—— 在WindowManager#addView

当我们可以通过WindowManager#addView方式新增一个窗口,该方法的实现WindowManagerGlobal#addView中会对ViewRootImpl进行实例化,并将新实例化的ViewRootImpl设置为被添加View的Parent,同时该View也被认定为rootView。

// android.view.WindowManagerGlobal
 
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {
    // ...
 
    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
 
    // ...
 
    try {
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        // ...
    }
}
 
 
// android.view.RootViewImpl
 
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    // ...
    mView = view;
    // ...
    mAttachInfo.mRootView = view;
    // ...
    view.assignParent(this);
    // ...
}

我们再观察一下WindowManagerGlobal#addView方法的调用关系,可以看到很多熟悉类的调用时刻:

WindowManagerGlobal.addView(View, LayoutParams, Display, Window)  (android.view)
    WindowManagerImpl.addView(View, LayoutParams)  (android.view)
        Dialog.show()  (android.app) // Dialog的显示方法
        PopupWindow.invokePopup(LayoutParams)  (android.widget)
            PopupWindow.showAtLocation(IBinder, int, int, int)  (android.widget) // PopupWindow的显示方法
        TN in Toast.handleShow(IBinder)  (android.widget) // Toast的展示方法

从调用关系我们看到,如Dialog、PopupWindow、Toast等,均是在调用展示方法时才attach窗口并与RootViewImpl关联,因而理论上,我们仅需要保障show方法在主线程调用即可。

另外的,对于弹窗场景,Androidx的material包也同样会提供Snackbar,我们观察一下material包中Snackbar的attach时机及逻辑:

可以发现这个弹窗其实是在业务传入的View中直接通过addView方法绑定到现有视图树上的,并非通过WindowManager新增窗口的方式展示。其attach的时机,同样是在调用show的时刻。

// com.google.android.material.snackbar.BaseTransientBottomBar
 
final void showView() {
 
    // ...
 
    if (this.view.getParent() == null) {
      ViewGroup.LayoutParams lp = this.view.getLayoutParams();
     
      if (lp instanceof CoordinatorLayout.LayoutParams) {
        setUpBehavior((CoordinatorLayout.LayoutParams) lp);
      }
     
      extraBottomMarginAnchorView = calculateBottomMarginForAnchorView();
      updateMargins();
     
      // Set view to INVISIBLE so it doesn't flash on the screen before the inset adjustment is
      // handled and the enter animation is started
      view.setVisibility(View.INVISIBLE);
      targetParent.addView(this.view);
    }
 
    // ...
 
}

至此,我们可以得出第一个结论:一个未被attach的View的实例化及其中属性的操作,由于其顶层parent是不存在viewRootImpl对象的,无论调用什么方法,都不会触发到checkThread,因此是完全可以放在子线程中进行的。

仅在view被attach至window时,它才会作为UI的一部分(挂载至ViewTree),需要被固定线程进行控制、更新等管理操作。

而一个view若想attach至window,有两种途径:

  1. 由一个已attachWindow的父View调用其addView方法,将子view也attach至同一个window,从而拥有viewRootImpl。(material Snackbar方式)

  2. 通过WindowManager#addView,自建一个Window及ViewRootImpl,完成view与window的attach操作。(PopupWindow方式)

如何理解Window和View以及ViewRootImpl呢?

Window是一个抽象的概念,每一个Window都对应着一个View和一个ViewRootImpl,Window和View通过ViewRootImpl来建立联系。——《Android开发艺术探索》

// 理解:每个Window对应一个ViewTree,其根节点是ViewRootImpl,ViewRootImpl自上而下地控制着ViewTree的一切(事件 & 绘制 & 更新)

问题来了:那么,这个控制View的固定线程一定要是主线程吗?

/**
 * Invalidate the whole view. If the view is visible,
 * {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} will be called at some point in
 * the future.
 * <p>
 * This must be called from a UI thread. To call from a non-UI thread, call
 * {@link #postInvalidate()}.
 */
// 咬文嚼字:「from a UI thread」,不是「from the UI thread」
public void invalidate() {
    invalidate(true);
}

3.4 深入观察ViewRootImpl及Android屏幕刷新机制

我们不妨将问题换一个表述:是否可以安全地不在主线程中更新View?我们能否有多个UI线程?

要回到这个问题,我们还是要回归CalledFromWrongThreadException的由来。

// ViewRootImpl.java
 
void checkThread() {
    if (mThread != Thread.currentThread()) {
        throw new CalledFromWrongThreadException(
                "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
    }
}

再次观察代码我们可以看到checkThread方法的判断条件,是对mThread对象与当前代码的Thread对象是否一致进行判断,那么ViewRootImpl.mThread成员变量,就一定是mainThread吗?

其实不然,纵观ViewRootImpl类,mThread成员变量的赋值仅有一处,即在ViewRootImpl对象构造函数中,实例化时获取当前的线程对象。

// ViewRootImpl.java
 
public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
    // ...
    mThread = Thread.currentThread();
    // ...
    mChoreographer = Choreographer.getInstance();
}

因此我们可以做出推论,checkThread方法判定的是ViewRootImpl实例化时的线程,与UI更新操作的线程是否一致。而不强约束是应用主进程。

前文中,我们已经说明,ViewRootImpl对象的实例化是由WindowManager#addView → WindowManagerGlobal#addView → new ViewRootImpl调用过来的,这些方法都是可以在子线程中触发的。

为了验证我们的推论,我们先从源码层面做一步分析。

首先我们观察一下ViewRootImpl的注释说明:

The top of a view hierarchy, implementing the needed protocol between View and the WindowManager. This is for the most part an internal implementation detail of WindowManagerGlobal.

文档中指出ViewRootImpl是视图树的最顶部对象,实现了View与WindowManager中必要的协议。作为WindowManagerGlobal中大部分的内部实现。也即WindowManagerGlobal中的大多重要方法,最终都走到了ViewRootImpl的实现中。

ViewRootImpl对象中有几个非常重要的成员变量和方法,控制着视图树的测绘操作。图片

在这里我们,简单介绍一下Android屏幕刷新的机制,以及其如何与上述几个核心对象和方法交互,以便于我们更好地进一步分析。

理解Android屏幕刷新机制

我们知道,View绘制时由invalidate方法触发,最终会走到其onMeasure、onLayout、onDraw方法,完成绘制,这期间的过程,对我们理解UI线程管理有很重要的作用。

我们通过源码,查看一下Andriod绘制流程:

首先View#invalidate方法触发,逐级向父级View传递,并最终传递至视图树顶层ViewRootImpl对象,完成dirty区域的标记。

// ViewRootImpl.java
 
public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) {
 
    // ...
                                                                        
    invalidateRectOnScreen(dirty);
                                                                        
    return null;
}
 
private void invalidateRectOnScreen(Rect dirty) {
 
    // ...
     
    if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) {
        scheduleTraversals();
    }
}

ViewRootImpl紧接着会执行scheduleTraversal方法,规划UI视图树绘制任务:

  1. 首先会在UI线程的消息队列中添加同步消息屏障,保障后续的绘制异步消息的优先执行;

  2. 之后会向Choreographer注册一个Runnable对象,由前者决定何时调用Runnable的run方法;

  3. 而该Runnable对象就是doTraversal方法,即真正执行视图树遍历绘制的方法。

// ViewRootImpl.java
final class TraversalRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        doTraversal();
    }
}
final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable();
 
void scheduleTraversals() {
    // ...
    mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
    mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
    // ...
}

Choreographer被调用后,会先后经过以下方法,最终调用到DisplayEventReceiver#scheduleVsync,最终调用到nativeScheduleVsync方法,注册接受一次系统底层的垂直同步信号。

Choreographer#postCallback →postCallbackDelayed →

postCallbackDelayedInternal→mHandler#sendMessage →MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK

MessageQueue#next→ mHandler#handleMessage →MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK→ doScheduleCallback→scheduleFrameLocked → scheduleVsyncLocked→DisplayEventReceiver#scheduleVsync

// android.view.DisplayEventReceiver
 
/**
 * Schedules a single vertical sync pulse to be delivered when the next
 * display frame begins.
 */
@UnsupportedAppUsage
public void scheduleVsync() {
    if (mReceiverPtr == 0) {
        Log.w(TAG, "Attempted to schedule a vertical sync pulse but the display event "
                + "receiver has already been disposed.");
    } else {
        nativeScheduleVsync(mReceiverPtr);
    }
}

系统底层会固定每16.6ms生成一次Vsync(垂直同步)信号,以保障屏幕刷新稳定,信号生成后,会回调DisplayEventReceiver#onVsync方法。

Choreographer的内部实现类FrameDisplayEventReceiver收到onSync回调后,会在UI线程的消息队列中发出异步消息,调用Choreographer#doFrame方法。

// android.view.Choreographer
 
private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver
        implements Runnable {
 
    // ...
 
    @Override
    public void onVsync(long timestampNanos, long physicalDisplayId, int frame) {
        // ...
        // Post the vsync event to the Handler.
        Message msg = Message.obtain(mHandler, this);
        msg.setAsynchronous(true);
        mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
    }
 
    @Override
    public void run() {
        mHavePendingVsync = false;
        doFrame(mTimestampNanos, mFrame);
    }
 
}

Choreographer#doFrame方法执行时会接着调用到doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, ...)方法执行ViewRootImpl注册的mTraversalRunnable,也即ViewRootImpl#doTraversal方法。

// android.view.Choreographer
 
void doFrame(long frameTimeNanos, int frame) {
    // ...
    try {
        // ...
        doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, frameTimeNanos);
        // ...
    } finally {
        // ...
    }
}

ViewRootImpl#doTraversal继而移除同步信号屏障,继续执行ViewRootImpl#performTraversals方法,最终调用到View#measure、View#layout、View#draw方法,执行绘制。

// ViewRootImpl.java
 
void doTraversal() {
    // ...
    mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
    // ...                                                          
    performTraversals();                                                            
    // ...
}
 
private void performTraversals() {
    // ...
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    // ...
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    // ...
    performDraw();
}

那么整个绘制流程中的UI线程是否一致呢?绘制过程中是否有强行取用主线程(mainThread)的情况?

纵观整个绘制流程,期间涉ViewRootImpl、Choreographer均使用了Handler对象,我们观察一下他们的Handler及其中的Looper都是怎样来的:

首先ViewRootImpl中的Handler是其内部继承自Handler对象实现的,并未重载Handler的构造函数,或明示传入的Looper。

// ViewRootImpl.java
 
final class ViewRootHandler extends Handler {
    @Override
    public String getMessageName(Message message) {
        // ...
    }
                                                                                               
    @Override
    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        // ...
    }
                                                                                               
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        // ...
    }
}
                                                                                               
final ViewRootHandler mHandler = new ViewRootHandler();

我们观察一下Handler对象的构造函数,在未明示Looper的情况下,默认使用的是Looper.myLooper(),myLooper是从ThreadLocal中获取当前线程的looper对象使用。

结合我们之前讨论的ViewRootImpl对象的mThread是其实例化时所在的线程,由此,我们知道ViewRootImpl的mHandler线程与实例化线程是同一个线程。

// andriod.os.Handler
public Handler(@Nullable Callback callback, boolean async) {
    // ...
    mLooper = Looper.myLooper();
    // ...
    mQueue = mLooper.mQueue;
    // ...
}
 
// andriod.os.Looper
/**
 * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
 * null if the calling thread is not associated with a Looper.
 */
public static @Nullable Looper myLooper() {
    return sThreadLocal.get();
}

我们再观察一下ViewRootImpl内部持有的mChoreographer对象中的Handler线程是哪一个线程。

mChoreographer实例化是在ViewRootImpl对象实例化时,通过Choreographer#getInstance方法获得。

// ViewRootImpl.java
 
public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
    // ...
    mThread = Thread.currentThread();
    // ...
    mChoreographer = Choreographer.getInstance();
}

观察Choreographer代码,可以看出,getInsatance方法返回的也是通过ThreadLocal获取到的当前线程实例;

当前线程实例同样使用的是当前线程的looper(Looper#myLooper),而非强制指定主线程Looper(Looper#getMainLooper)。

由此,我们得出结论,整个绘制过程中,

自View#invalidate方法触发,至注册垂直同步信号监听(DisplayEventReceiver#nativeScheduleVsync),以及垂直同步信号回调(DisplayEventReceiver#onVsync)至View的measue/layout/draw方法调用,均在同一个线程(UI线程),而系统并未限制该现场必须为主线程。

// andriod.view.Choreographer
 
// Thread local storage for the choreographer.
private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
        new ThreadLocal<Choreographer>() {
    @Override
    protected Choreographer initialValue() {
        Looper looper = Looper.myLooper();
        // ...
        Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP);
        if (looper == Looper.getMainLooper()) {
            mMainInstance = choreographer;
        }
        return choreographer;
    }
};
 
/**
 * Gets the choreographer for the calling thread.  Must be called from
 * a thread that already has a {@link android.os.Looper} associated with it.
 *
 * @return The choreographer for this thread.
 * @throws IllegalStateException if the thread does not have a looper.
 */
public static Choreographer getInstance() {
    return sThreadInstance.get();
}

上文分析的Android绘制流程和UI线程控制,可以总结为下图:

图片

至此我们可以得到一个推论:拥有窗口(Window)展示的View,其UI线程可以独立于App主线程

下面我们编码实践验证一下。

四、编码验证与实践

其实实际中屏幕内容的绘制从来都不是完全在一个线程中完成的,最常见的场景比如:

  1. 视频播放时,视频画面的绘制并不是App的主线程及UI线程。

  2. 系统Toast的弹出等绘制,是由系统层面统一控制,也并非App自身的主线程或UI线程绘制。

结合工作案例,我们尝试将SDK的整个PopupWindow弹窗整体置于子线程,即为SDK的PopupWindow指定一个独立的UI线程。

我们使用PopupWindow实现一个定制的可交互的Snackbar弹窗,在弹窗的管理类中,定义并实例化好自定义的UI线程及Handler;

注意PopupWindow的showAtLocation方法执行,会抛至自定义UI线程中(dismiss同理)。理论上,弹窗的UI线程会变为我们的自定义线程。

// Snackbar弹窗管理类
public class SnackBarPopWinManager {
 
    private static SnackBarPopWinManager instance;
 
    private final Handler h; // 弹窗的UI线程Handler
 
    // ...
 
    private SnackBarPopWinManager() {
        // 弹窗的UI线程
        HandlerThread ht = new HandlerThread("snackbar-ui-thread");
        ht.start();
        h = new Handler(ht.getLooper());
    }
 
    public Handler getSnackbarWorkHandler() {
        return h;
    }
 
    public void presentPopWin(final SnackBarPopWin snackBarPopWin) {
        // UI操作抛至自定义的UI线程
        h.postDelayed(new SafeRunnable() {
            @Override
            public void safeRun() {
                // ..
                // 展示弹窗
                snackBarPopWin.getPopWin().showAtLocation(dependentView, Gravity.BOTTOM | Gravity.CENTER_HORIZONTAL, 0, y);
                // 定时自动关闭
                snackBarPopWin.dismissAfter(5000);
                // ...
        });
    }
 
    public void dismissPopWin(final SnackBarPopWin snackBarPopWin) {
        // UI操作抛至自定义的UI线程
        h.postDelayed(new SafeRunnable() {
            @Override
            public void safeRun() {
                // ...
                // dismiss弹窗
                snackBarPopWin.getPopWin().dismiss();
                // ...
        });
    }
 
    // ...
}

之后,我们定义好弹窗本身,其弹出、消失等方法均通过管理类实现执行。

// Snackbar弹窗本身(通过PopupWindow实现)
public class SnackBarPopWin extends PointSnackBar implements View.OnClickListener {
 
    private PopupWindow mPopWin;
 
    public static SnackBarPopWin make(String alertText, long points, String actionId) {
        SnackBarPopWin instance = new SnackBarPopWin();
        init(instance, alertText, actionId, points);
        return instance;
    }
 
    private SnackBarPopWin() {
        // infalte等耗时操作
        // ...
        View popView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.popwin_layout, null);
        // ...
        mPopWin = new PopupWindow(popView, ...);
        // ...
    }
 
    // 用户的UI操作,回调应该也在UI线程
    public void onClick(View v) {
        int id = v.getId();
        if (id == R.id.tv_popwin_action_btn) {
            onAction();
        } else if (id == R.id.btn_popwin_cross) {
            onClose();
        }
    }
 
    public void show(int delay) {
        // ...
        SnackBarPopWinManager.getInstance().presentPopWin(SnackBarPopWin.this);
    }
 
    public void dismissAfter(long delay) {
        // ...
        SnackBarPopWinManager.getInstance().dismissPopWin(SnackBarPopWin.this);
    }
 
    // ...
 
}

此时,我们在子线程中实例化弹窗,并在2s后,同样在子线程中改变TextView内容。

// MainActivity.java
 
public void snackBarSubShowSubMod(View view) {
 
    WorkThreadHandler.getInstance().post(new SafeRunnable() {
        @Override
        public void safeRun() {
            String htmlMsg = "已读新闻<font color=#ff1e02>5</font>篇,剩余<font color=#00af57>10</font>次,延迟0.3s";
            final PointSnackBar snackbar = PointSnackBar.make(htmlMsg, 20, "");
            if (null != snackbar) {
                snackbar.snackBarBackgroundColor(mToastColor)
                        .buttonBackgroundColor(mButtonColor)
                        .callback(new PointSnackBar.Callback() {
                    @Override
                    public void onActionClick() {
                        snackbar.onCollectSuccess();
                    }
                }).show();
            }
 
            // 在自定义UI线程中更新视图
            SnackBarPopWinManager.getInstance().getSnackbarWorkHandler().postDelayed(new SafeRunnable() {
                @Override
                public void safeRun() {
                    try {
                        snackbar.alertText("恭喜完成<font color='#ff00ff'>“UI更新”</font>任务,请领取积分");
                    } catch (Exception e) {
                        DemoLogUtils.e(TAG, "error: ", e);
                    }
                }
            }, 2000);
        }
    });
}

展示效果,UI正常展示交互,并在由于在不同的线程中绘制UI,也并不会影响到App主线程操作及动效:

观察点击事件的响应线程为自定义UI线程,而非主线程:

图片

(注:实践中的代码并未真实上线。SDK线上版本中PopupWindow的UI线程仍然与App一致,使用主线程)。

五、总结

对于Android子线程不能操作UI的更深入理解:控制View绘制的线程和通知View更新的线程必须是同一线程,也即UI线程一致。

对于弹窗等与App其他业务相对独立的场景,可以考虑多UI线程优化。

后续工作中,清晰辨析UI线程、主线程、子线程的概念,尽量不要混用。

当然,多UI线程也有一些不适用的场景,如以下逻辑:

  1. Webview的所有方法调用必须在主线程,因为其代码中强制做了主线程校验,如PopupWindow中内置Webview,则不适用多UI线程。

  2. Activity的使用必须在主线程,因为其创建等操作中使用的Handler也被强制指定为mainThreadHandler。

参考:

  1. Android 屏幕刷新机制

  2. 为什么Android必须在主线程更新UI

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