使用Handler实现异步消息处理

1.实验目的

（1）熟悉Handler异步通信机制。

（2）了解Butter Knife的用法。

（3）了解Android Material Design风格控件的使用方法。

（4）掌握Web View控件的使用。（5）熟悉相对布局的标签。

2.Handler异步通信机制

Handler实现了Android中的异步通信机制。Android中界面事件由一个线程负责，这个线程被称为UI线程（界面线程）或主线程。Android中只允许UI线程修改Activity组件，所以在实际Android开发中，需要启动子线程通过Handler更改界面属性，如图4.11所示。

图4.11　Handler工作原理

图4.11描述了在创建Handler之前Android先创建了一个Looper对象和一个消息队列MessageQueue。当子线程通过Handler的send Message（Message msg）方法发送消息时，Android会调用入队列方法向MessageQueue中插入这条消息，Looper不断轮询调用MessageQueue的next（）方法，如果发现有消息，则调用Message出队列方法读取消息，接着将消息分配给Handler的handle Message（Message msg）方法，UI线程在空闲时将消息更新至界面。

子线程通过Handler给UI线程发送消息主要分为以下4个步骤。

（1）创建一个Handler对象。

（2）从子线程中获取Message对象，通过boolean send Message（Message msg）方法发送消息。

Message对象有多种属性可以选择，其中常用的有以下几种。

•what属性：int类型，主线程用于识别子线程发来的信号量。

•arg1、arg2属性：int类型，如果传递的消息类型为int型，可以赋值给arg1、arg2。

•obj属性：Object类型，如果传递的消息是String或者其他，可以赋值给obj。

（3）在Handler中捕获所需消息，并根据获取的消息更新界面。

（4）通过Handler的post（）方法启动子线程。

Handler的用法有很多，表4.4对Handler常用方法进行了总结。

表4.4　Handler常用方法

3.View注入框架Butter Knife

Butter Knife是一个专注于Android系统的View注入框架。Butter Knife具有强大的View绑定和OnClick事件处理功能，可以简化代码和提升开发效率。以前的实验中总有很多find View ById（）方法的调用以获取View对象和OnClick点击事件，使用Butter Knife可以略去这些步骤。Butter Knife项目的github地址为https：github.com/JakeWharton/butterknife，其中有最新版本的Butter Knife以及使用说明。Butter Knife的使用步骤如下。

（1）在Project的build.gradle文件的dependencies闭包中添加引用的插件。

（2）在App的build.gradle中添加应用程序模块和依赖。

（3）在Android Studio的settings中安装Android Butter Knife Zelezny插件，安装后重启开发环境生效。

（4）在Activity中生成获取控件和OnClick事件的代码。

4.Material Design

Material Design是由Google公司于2014年推出的全新的设计语言，Google公司表示这种设计语言旨在为手机、平板电脑、台式机和其他平台提供更一致、更广泛的外观和感觉，增强用户的视觉感受，使用户有更好的体验。本实验使用的是Floating ActionButton和Snackbar控件，除此之外常用的还有Drawer Layout、Navigation View、Card View等控件或布局。

使用这些控件时的共同点是必须引入com.android.support.design依赖。当然也有很多开源项目已经将相关的界面封装好，可直接引入相关依赖，按照项目说明使用。

本实验采用了Floating ActionButton控件，该控件的使用与普通控件相似，但是它具有一些特殊的XML属性，主要有以下几种。

（1）android：src：Floating Action Button中显示的图标。

（2）app：background Tint：正常的背景颜色。

（3）app：rippleColor：按下时的背景颜色。

（4）app：elevation：正常的阴影大小。

（5）app：pressed TranslationZ：按下时的阴影大小。

（6）app：layout_anchor：设置Floating ActionButton的锚点，即以哪个控件为参照设置位置。

（7）app：layout_anchor Gravity：Floating ActionButton相对于锚点的位置。

（8）app：fabSize：Floating ActionButton的大小，包括normal和mini（分别对应56 dp和40 dp）。

（9）app：border Width：边框大小，不需要边框则将该值设置为0 dp。

（10）android：clickable：一般设置为true，否则不能触发点击事件。

本实验使用的另一个Material Design控件是Snackbar，其作用和Toast的作用相似。Snackbar与Toast的区别在于：Snackbar可以滑动退出，也可以处理用户交互（点击）事件，但Toast不具备这些功能。Snackbar具有的特性包括以下几种。

（1）Snackbar会在超时后或用户触摸屏幕其他地方后自动消失。

（2）Snackbar可以在屏幕上滑动关闭。

（3）Snackbar出现时不会阻碍用户在屏幕上的输入。

（4）屏幕上同时最多只能显示一个Snackbar。

（5）如果在屏幕上已有一个Snackbar的情况下，需再显示一个Snackbar，则会先将正在显示的Snackbar隐藏，再显示新的Snackbar。

（6）可在Snackbar中添加按钮等控件，处理用户点击事件。

（7）Snackbar使用Coordinator Layout作为父容器时，可以实现右滑退出。

5.WebView控件

Android 5.0系统中内置了一款高性能Web Kit内核浏览器，在SDK中封装为Web View控件。Web View的用法与普通ImageView的用法基本相似，它还提供了大量方法执行浏览器的操作。Web View控件的常用方法如下所示。

（1）void load Url（String url）：加载指定URL页面。

（2）void getSettings（）.setJavaScript Enabled（true）：如果访问的页面中有JavaScript，则Web View须设置为支持JavaScript。

（3）void set Web View Client（new Web View Client（））：如果页面中存在超链接，且希望点击链接后继续在当前Browser中显示，而不是打开Android系统自带的浏览器去响应该链接，则必须覆盖Web View的Web View Client对象。

（4）int get Height（）：返回当前Web View容器的高度。

（5）int get Content Height（）：返回整个HTML页面的高度。

（6）void getSettings（）.setSupportZoom（true）和void getSettings（）.setBuiltInZoomControls（true）：打开Web View的缩放功能。利用这两个方法可以使页面大小适配当前Web View控件。

最后，要使用Web View打开页面，必须在Android Manifest.xml文件中添加网络访问权限。

6.RelativeLayout

Relative Layout是相对布局，是目前使用较多的布局，RelativeLayout容器内子组件的位置总是相对于其他组件或父容器的位置。Android在设计界面时采用了坐标系设计原理，坐标原点在屏幕的左上角，如图4.12所示，x轴的取值越向右越大，y轴的取值越向下越大。在RelativeLayout中，确定了x轴和y轴的取值就能唯一确定一个控件的位置，如果未指定x轴或y轴的取值，则默认取值为0。

最新版本的Android Studio默认的布局为Constraint Layout，使用RelativeLayout需要按如下代码修改原布局文件。

图4.12　Android坐标系

相对布局中的控件或布局的位置需要通过特殊XML属性标识。例如，Text View android：layout_above="@+id/mybutton"……表示当前Text View控件的底部在ID为mybutton的控件的上方。表4.5所示为Relative Layout常用的属性。

表4.5　RelativeLayout常用的属性

(www.xing528.com)

续表

其中，Baseline是指字母排列的基准线，假设图4.13所示为一个Button控件显示的文字，那么这个按钮的基准线即为倒数第二条线。

图4.13　Baseline（基准线）

7.实验界面与功能

本实验的主要功能是使用Handler更新进度条。点击图4.14（a）所示的界面中的Floating ActionButton，会出现图4.14（b）所示的进度条，并且开始在进度条上方加载网页。页面加载完成后进度条消失，如图4.14（c）所示，并且在Floating ActionButton下方出现Snackbar，如图4.14（d）所示，点击“确定”会弹出一个Toast。

图4.14　Handler实验主要界面

本实验的重点为如何使用Handler更新界面进度条，通过Handler更新界面是Android中广泛使用的方法。

8.实验步骤

步骤1：新建模块App11。

步骤2：修改colors.xml文件，修改color Accent的取值为“#03A9F4”，设定控件的选中效果默认采用该颜色，其他保持默认。

步骤3：将加号图片“add.png”放入mipmap目录下。

步骤4：在模块下的build.gradle文件的dependencies闭包中添加Material Design基础控件所需要的依赖。

步骤5：本实验采用Butter Knife生成控件View绑定和OnClick事件，所以需要修改Project下的builder.gradle文件，添加需要引用的插件。

步骤6：按照如下配置修改模块下的build.gradle文件，增加该模块需要引用的程序包和依赖，依赖包括Butter Knife和使用Material Design控件所需要的Support Design Library。

添加完成后在该文件上方会出现“sync”按钮，单击该按钮Gradle会自动下载相关的库至C：\Users\用户名\.gradle\caches\modules-2\files-2.1目录下供代码使用。

步骤7：安装Butter Knife插件。在联网状态下，选择“File”|“Settings”|“Plugins”|“Marketplace”，在输入框中输入“Butterknife”，在随后出现的界面中单击“Install”进行安装，如图4.15所示，安装完成后需要重新启动Android Studio才能生效。

图4.15　安装Butter Knife插件

步骤8：打开activity_main.xml文件，将该文件的布局按照本实验RelativeLayout部分所述更改为Relative Layout。参考图4.14（b）所示的界面，向界面编辑器中拖入Web View、ProgressBar（Horizontal）进度条，然后对控件做如下设置。

提示：控件属性android：visibility="invisible"和android：visibility="gone"之间的差异在于，当控件的visibility属性为invisible时，界面保留了View控件所占有的空间，而控件属性为gone时，界面不保留View控件所占有的空间。

步骤9：在Main Activity类的代码“setContent View（R.layout.activity_main）；”中右击布局文件名称，依次选择“Generate…”|“Generate Butterknife Injections”，在弹出的对话框中，按图4.16所示选中4个复选框，单击“Confirm”即会生成绑定3个控件的代码和Floating ActionButton的OnClick事件，在onCreate（）方法中绑定Butter Knife。

图4.16　Butter Knife绑定控件、生成OnClick事件

步骤10：定义一个Handler，用于发送异步消息至进度条，处理消息的代码后面补充。

步骤11：该类使用匿名内部类的方式定义一个线程，在线程中每1秒更新进度条进度i，并且将i赋给Message对象，放入Handler的消息队列，主线程在空闲时会从消息队列中取出该消息，更新至界面。

步骤12：当用户点击界面中的Floating ActionButton时，将进度条设置为可见，并通过Web View加载网页，网页可以和JavaScript交互，Web View可以缩放所访问的页面，如果点击页面中的超链接，仍旧在该控件中打开。最后，通过Handler.post（Runnable r）方法启动线程，并且接收和发送新线程的消息。

提示：进度条默认是不可见的，在步骤8中进度条具有属性android：visibility="invisible"。

步骤13：在updateBar Handler的handle Message（Message msg）方法中通过入参获取update Thread线程中传递来的值。如果进度小于等于100，则更新进度条的进度，并且继续运行子线程获取进度值。如果进度达到100，则设置完进度后将进度条设置为不可见，并将全局变量i置为0，最后在屏幕底部弹出Snackbar。

步骤14：使用Web View打开页面需要在Android Manifest.xml文件中添加网络访问权限。

步骤15：运行并测试App11。

知识拓展：APK签名

APK是Android设备上的安装程序，App开发完成后，一般会以APK的形式进行发布。为了保证APK的完整性、真实性等特点，一般要对APK进行签名。在调试阶段，即制作debug版本的APK时，一般以Android内置的Debug Key对APK进行签名。对外发布的版本（release版本）则需要使用Android Studio自带的APK签名工具对其进行签名。对APK进行签名的步骤如下。

步骤1：在Android Studio工具栏中选择“Generate Signed Bundle/APK…”选项，如图4.17所示，会弹出图4.18所示的“Generate Signed Bundle or APK”窗口。

图4.17　创建APK签名

图4.18　生成APK

步骤2：在“Generate Signed Bundle or APK”窗口中选择“APK”选项，单击“Next”按钮。“Android App Bundle”选项仅限于上传Google Play的应用，国内市场不支持。

步骤3：在图4.19所示的窗口中，如果之前创建过密钥则单击“Choose existing…”按钮选择已创建的密钥，如果没有创建过，则单击“Create new…”按钮创建新的密钥。

图4.19　选择/创建密钥

步骤4：在图4.20所示的窗口中选择密钥库存放路径，设置密钥库密码，输入密钥名称、密钥密码以及证书信息，单击“OK”，返回“Generate Signed Bundle or APK”窗口。

图4.20　创建新密钥

步骤5：在图4.21所示的窗口中选择步骤4中创建的密钥库，单击“Next”。

步骤6：在图4.22所示的窗口中选择“release”，签名方式同时勾选“V1（Jar Signature）”和“V2（Full APK Signature）”。如果打包签名时只勾选V1签名则不产生任何影响，但是在Android 7.0设备上不会使用更安全的验证方式；如果只勾选V2签名，则Android 7.0以下设备会显示未安装，Android 7.0以上设备使用了V2的方式验证。如果同时勾选V1和V2则所有设备都不会出现问题。

图4.21　选择密钥

图4.22　选择版本类型和签名方式

思考

（1）当进度条达到100%时线程是如何终止的？

（2）为什么调用了两次Handler的post（）方法？减少一次能否达到相同的效果？

（3）尝试不使用Handler更新界面，直接设置进度条，结果和当前实验结果有什么区别。