Android不在子线程更新UI

报错

UI 的线程检查机制就已经建立了,所以在子线程更新就会报错。


子线程更新的错误定位

子线程更新的错误定位是 ViewRootImpl 中的 checkThread 方法和 requestLayout 方法。

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

//ViewRootImpl 下 requestLayout 的源码
@Override
public void requestLayout() {
    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
        checkThread();
        mLayoutRequested = true;
        scheduleTraversals();
    }
}

ViewRootImpl 是何时创建的。

ActivityThreadhandleResumeActivity 中调用了 performResumeActivity 进行 onResume 的回调。

@Override
public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,String reason) {
    // 代码省略...
    
    // performResumeActivity 最终会调用 Activity 的 onResume方法
    // 调用链如下: 会调用 r.activity.performResume。
    // performResumeActivity -> r.activity.performResume -> Instrumentation.callActivityOnResume(this) -> activity.onResume();
    final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
    
    // 代码省略...
        
    if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
        r.activity.mVisibleFromServer = true;
        mNumVisibleActivities++;
        if (r.activity.mVisibleFromClient) {
            // 注意这句,让 activity 显示,并且会最终创建 ViewRootImpl
            r.activity.makeVisible();
        }
    }
}

进一步跟进 activity.makeVisible()

void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        // 往 WindowManager 中添加 DecorView
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}

WindowManager 是一个接口,它的实现类是 WindowManagerImpl

// WindowManagerImpl 的 addView 方法
@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    applyDefaultToken(params);
    // 最终调用了 WindowManagerGlobal 的 addView 
    mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}

// WindowManagerGlobal 的 addView
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
                    Display display, Window parentWindow) {
    // 省略部分代码
    
    // ViewRootImpl 对象的声明
    ViewRootImpl root;
    View panelParentView = null;

    synchronized (mLock) {
        // 省略部分代码

        // ViewRootImpl 对象的创建
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
        view.setLayoutParams(wparams);
        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
        
        try {
            // 调用 ViewRootImpl 的 setView 方法
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } catch (RuntimeException e) {
            // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
            if (index >= 0) {
                removeViewLocked(index, true);
            }
            throw e;
        }
    }
}

由此可以看出,ViewRootImpl 是在 activityonResume 方法调用后才由 WindowManagerGlobaladdView 方法创建。

然后ViewRootImpl构造方法中会拿到当前的线程,

    public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mContext = context;
        ...
        mThread = Thread.currentThread();
        ...
    }

所以在ViewRootImpl的checkThread()中,确实是 拿 当前想要更新UI的线程 和 添加window时的线程作比较,不是同一个线程机会报错。

checkThread()调用条件

Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views通过checkThread()抛出。

通过对 checkThread() 执行 「alt + F7」发现:

其中我们最熟悉的就是 requestLayout()invalidate()

invalidate()的调用链中会走到 invalidateChildInParent()。

分析invalidate()时需要特别注意:


07e241be807b444e905ff06d518ced2d_tplv-k3u1fbpfcp-watermark.png

即开启硬件加速的情况下,invalidate()会走特殊流程后直接 return 并不会调用 checkThread()

target API 级别为 14 及更高级别,则硬件加速默认处于启用状态

基于以上分析, 得出结论: requestLayout() 和 未开启硬件加速的invalidate()会触发checkThread()

其实硬件加速我们基本都不会关闭,只有在自定义view时,当使用了硬件加速不支持的API时才会关掉。

那为啥要一定需要checkThread呢?

因为UI控件不是线程安全的。那为啥不加锁呢?一是加锁会让UI访问变得复杂;二是加锁会降低UI访问效率,会阻塞一些线程访问UI。所以干脆使用单线程模型处理UI操作,使用时用Handler切换即可。

Toast可以在子线程show吗?

Toast可以在子线程show吗?答案是可以的

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //因为添加window是IPC操作,回调回来时,需要handler切换线程,所以需要Looper
                Looper.prepare();

                addWindow(button);

                new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        button.setText("文字变了!!!");
                    }
                },3000);

                Toast.makeText(MainActivity.this, "子线程showToast", Toast.LENGTH_SHORT).show();

                //开启looper,循环取消息。
                Looper.loop();
            }
        }).start();

Toast也是window,show的过程就是添加Window的过程。

另外注意1,这个线程中Looper.prepare()和Looper.loop(),这是必要的。
因为添加window的过程是和WindowManagerService进行IPC的过程,IPC回来时是执行在binder线程池的,而ViewRootImpl中是默认有Handler实例的,这个handler就是用来切换binder线程池的消息到当前线程。

另外Toast还与NotificationMamagerService进行IPC,也是需要Handler实例。既然需要handler,那所以线程是需要looper的。另另外Activity还与ActivityManagerService进行IPC交互,而主线程是默认有Looper的。
扩展开,想在子线程show Toast、Dialog、popupWindow、自定义window,只要在前后调Looper.prepare()和Looper.loop()即可。

activity的onCreate

因为Activity的window添加在首次onResume之后执行的的,那ViewRootImpl的创建也是在这之后,所以也就无法checkThread了。实际上这个时期也不checkThread,因为View根本还没有显示出来。

onCreate()中执行是OK的:

绕过线程检测

原理:通过 ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener 设置全局的布局监听,然后在 onGlobalLayout 方法中,调用 view 的 setLayoutParams 方法,setLayoutParams 方法内部会调用 requestLayout,这样就可以绕过线程检测。

为什么能绕过呢?

因为 setLayoutParams 中调用的 requestLayout 方法并不是 ViewRootImplrequestLayout.

ViewrequestLayout 并不调用 checkThread 方法去检测线程。


// MainActivity
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private View containerView;
    private ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener globalLayoutListener;
    private TextView mTv2;
    private TextView mTv1;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        containerView = findViewById(R.id.container_layout);
        mTv1 = findViewById(R.id.text);
        mTv2 = findViewById(R.id.text2);

        // 开启线程,启动 GlobalLayoutListener
        Executors.newSingleThreadExecutor().execute(() -> initGlobalLayoutListener());
    }

    private void initGlobalLayoutListener() {
        globalLayoutListener = () -> {
            Log.e("caihua", "onGlobalLayout : " + Thread.currentThread().getName());
            ViewGroup.LayoutParams layoutParams = containerView.getLayoutParams();
            containerView.setLayoutParams(layoutParams);
        };
        this.getWindow().getDecorView().getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(globalLayoutListener);
    }


    public void updateUiInMain(View view) {
        mTv1.setText("主线程更新 UI");
    }

    public void updateUiInThread(View view) {
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                SystemClock.sleep(2000);
                mTv2.setText("子线程更新 UI :" + Thread.currentThread().getName());
            }
        }.start();
    }

}

// view.setLayoutParams 源码
public void setLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams params) {
    if (params == null) {
        throw new NullPointerException("Layout parameters cannot be null");
    }
    mLayoutParams = params;
    resolveLayoutParams();
    if (mParent instanceof ViewGroup) {
        ((ViewGroup) mParent).onSetLayoutParams(this, params);
    }
    // 调用 requestLayout 方法。
    requestLayout();
}
// View 的 requestLayout 方法
public void requestLayout() {
    if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();

    if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == null) {
        ViewRootImpl viewRoot = getViewRootImpl();
        if (viewRoot != null && viewRoot.isInLayout()) {
            if (!viewRoot.requestLayoutDuringLayout(this)) {
                return;
            }
        }
        mAttachInfo.mViewRequestingLayout = this;
    }

    mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
    mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

    if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
        mParent.requestLayout();
    }
    if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == this) {
        mAttachInfo.mViewRequestingLayout = null;
    }
}


dialog

TextView.setText()

TextView.setText()引起的checkThread()只能通过requestLayout()触发?
TextView.setText()通过checkForRelayout()完成UI更新。

@UnsupportedAppUsage
    private void checkForRelayout() {
        // If we have a fixed width, we can just swap in a new text layout
        // if the text height stays the same or if the view height is fixed.

        if ((mLayoutParams.width != LayoutParams.WRAP_CONTENT
                || (mMaxWidthMode == mMinWidthMode && mMaxWidth == mMinWidth))
                && (mHint == null || mHintLayout != null)
                && (mRight - mLeft - getCompoundPaddingLeft() - getCompoundPaddingRight() > 0)) {
            // Static width, so try making a new text layout.

            int oldht = mLayout.getHeight();
            int want = mLayout.getWidth();
            int hintWant = mHintLayout == null ? 0 : mHintLayout.getWidth();

            /*
             * No need to bring the text into view, since the size is not
             * changing (unless we do the requestLayout(), in which case it
             * will happen at measure).
             */
            makeNewLayout(want, hintWant, UNKNOWN_BORING, UNKNOWN_BORING,
                          mRight - mLeft - getCompoundPaddingLeft() - getCompoundPaddingRight(),
                          false);

            if (mEllipsize != TextUtils.TruncateAt.MARQUEE) {
                // In a fixed-height view, so use our new text layout.
                if (mLayoutParams.height != LayoutParams.WRAP_CONTENT
                        && mLayoutParams.height != LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                    autoSizeText();
                    invalidate();
                    return;
                }

                // Dynamic height, but height has stayed the same,
                // so use our new text layout.
                if (mLayout.getHeight() == oldht
                        && (mHintLayout == null || mHintLayout.getHeight() == oldht)) {
                    autoSizeText();
                    invalidate();
                    return;
                }
            }

            // We lose: the height has changed and we have a dynamic height.
            // Request a new view layout using our new text layout.
            requestLayout();
            invalidate();
        } else {
            // Dynamic width, so we have no choice but to request a new
            // view layout with a new text layout.
            nullLayouts();
            requestLayout();
            invalidate();
        }
    }


源码表明,当TextView 的宽高不变时,调用了invalidate()而非requestLayout(), 结合本文前部分的结论,此时如果开启了硬件加速,就不会调用checkThrea()。 所以当我们在 Activity#onCreate() 中,在子线程中对宽高一定的TextView执行setText(...)时,应用不会崩溃。

参考

Android 为什么不能再子线程更新UI
如何做到在子线程更新 UI?
面试官:子线程 真的不能更新UI ?

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