Android 应用基础技术10

第12章使用后台任务在Android系统中，Activity运行在称为UI线程的主线程中，并且系统对Activity的响应时间有严格的要求：对用户操作的响应时长不能超过规定的时限，否则系统将出现异常。因此，在Android系统中，对于需要使用较长时间执行的功能都应该放在后台进行。不仅如此，Android也要求对于需要使用较长时间或执行时间不确定的功能，例如网络通信等都必须放在后台执行。本章将对如何在后台执行程序任务进行介绍。目录12.1使用Java线程执行后台任务12.2课堂同步练习12.3使用Service执行后台任务12.4课堂同步练习12.1使用Java线程执行后台任务对于一些需要使用较长时间执行的程序任务，可以使用Java的线程机制，也就是Thread类来执行这些任务。下面通过一个简单的例子来看看如何使用Java的Thread类来执行后台任务：这个例子程序显示一个简单的时钟：程序每隔1秒实时显示系统日期时间，点击“停止”按钮将停止实时显示，并且按钮上的文字将变为“启动”，再次点击该按钮，又将实时显示系统日期时间。新建名为ch1201的工程。修改res/layout/activity_main.xml文件，使之显示一个TextView和一个Button，修改后的文件内容如下：<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?><RelativeLayoutxmlns:android="/apk/res/android"xmlns:app="/apk/res-auto"xmlns:tools="/tools"android:id="@+id/main"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"tools:context=".MainActivity">

<TextViewandroid:id="@+id/id_textview"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_centerInParent="true"android:textSize="24sp"/>

<Buttonandroid:id="@+id/id_button"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_alignParentBottom="true"android:text="@string/text_button_stop"/>

</RelativeLayout>修改res/values/strings.xml文件，在其中定义在布局文件中用到的字符串引用，修改后的文件内容如下：<resources><stringname="app_name">ch1201</string>

<stringname="text_button_start">启动</string><stringname="text_button_stop">停止</string>

</resources>修改MainActivity.java文件，修改后的文件内容如下：packagecom.example.ch1201;

importandroid.os.Bundle;importandroid.os.Handler;importandroid.view.View;importandroid.widget.Button;importandroid.widget.TextView;

importandroidx.activity.EdgeToEdge;importandroidx.appcompat.app.AppCompatActivity;importandroidx.core.graphics.Insets;importandroidx.core.view.ViewCompat;importandroidx.core.view.WindowInsetsCompat;

importjava.text.SimpleDateFormat;importjava.util.Date;importjava.util.Locale;

publicclassMainActivityextendsAppCompatActivityimplementsView.OnClickListener{privateTextViewtv;privateButtonbtn;

privatebooleanstarted;privateHandlerhandler;

privateDated;privateSimpleDateFormatsdf;

@OverrideprotectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);EdgeToEdge.enable(this);setContentView(R.layout.activity_main);ViewCompat.setOnApplyWindowInsetsListener(findViewById(R.id.main),(v,insets)->{InsetssystemBars=insets.getInsets(WindowInsetsCompat.Type.systemBars());v.setPadding(systemBars.left,systemBars.top,systemBars.right,systemBars.bottom);returninsets;});

started=true;d=newDate();

tv=this.findViewById(R.id.id_textview);sdf=newSimpleDateFormat("yyyy-MM-ddHH:mm:ss",Locale.CHINA);Stringds=sdf.format(d);tv.setText(ds);

btn=this.findViewById(R.id.id_button);btn.setOnClickListener(this);

handler=newHandler();Threadt=newThread(newMyTimer());t.start();}

privateclassMyTimerimplementsRunnable{@Overridepublicvoidrun(){while(started){try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}

handler.post(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){d.setTime(System.currentTimeMillis());Stringds=sdf.format(d);tv.setText(ds);}});}}}

@OverridepublicvoidonClick(Viewv){Buttonb=(Button)v;

if(started){started=false;b.setText(R.string.text_button_start);}else{started=true;Threadt=newThread(newMyTimer());t.start();b.setText(R.string.text_button_stop);}}

}在类中定义了started变量，用于表示当前时钟是否正在运行，也就是是否在实时显示系统时间，同时，还定义了一个类型为Handler的变量handler，这个变量的作用是什么呢？这需要从Android的Activity的工作机制说起。Android的每个Activity都运行在自己独立的线程中，这个线程通常称为UI主线程，通过这个UI主线程Activity实现了与用户的交互。为了保证界面交互的实时性和不影响用户体验，Android规定Activity完成任何一次交互的时长都不能超过规定的时间（10秒），若超过这个时间，Android将会发生异常；同时，Android还规定，Activity界面上所显示的信息，只能由UI线程对其进行更新，其他任何线程都不能更新界面上所显示的信息，否则会发生异常。为了能够让其他非UI线程也能修改界面上的信息，Android为每个Activity提供了一个默认的消息队列，需要修改界面信息的线程通过这个消息队列向Activity发送消息进而由Activity的主界面UI线程来修改界面信息，Handler类就是为这个目的而设计的。12.2课堂同步练习将12.1节中的程序复制到你的开发环境中，并进行如下修改：每到一个整点，例如早上8:00或晚上10:00，系统自动播放一段简短的用于表示整点时间的音乐，就像整点的钟声。提示：每到一个整点，启动一个后台线程来播放音乐。12.3使用Service执行后台任务Service是Android的组件之一，它没有UI接口，使用Service可以完成一些需要长时间在后台运行的任务。Android的其他组件，如Activity，可以启动一个Service运行。Service一旦被启动，它将持续地在后台运行，直到被停止。Android提供两种类型的Service，分别为“启动式服务”和“绑定式服务”，在本节，只对启动式服务进行介绍。与Activity一样，Service也具有其固有的生命周期，通过重写这些生命周期回调函数来完成对Service的控制。Service的生命周期如图所示。在此需要强调的是，虽然Service是后台服务，但是，Service是运行在应用程序的主线程中的，也就是应用程序的UI线程中。Service是后台服务的含义是指：当启动Service的应用程序组件被停止后，Service仍然在运行。特别强调：因为Service运行在应用程序的主线程中，因此，在Service的各个回调函数中只能做一些简短的工作，对于需要长时间运行的任务则交给某个线程来运行。下面举一个例子说明Service的应用：使用Service在后台播放某个音乐。之所以使用Service播放音乐，是因为如果在Activity中播放音乐，当播放音乐的Activity退出时，音乐也将停止播放。如果希望退出Activity时，音乐还可以继续在后台播放，则需要使用Service服务。这个例子程序首先使用Activity来启动音乐的播放，当这个Activity退出时，系统将继续播放音乐，并在系统通知栏显示一个正在后台播放音乐的通知图标，点击这个图标，将再次打开控制Service的Activity界面，进而可控制音乐的播放。为此，新建名为ch1202的工程，修改res/layout/activity_main.xml布局文件，文件内容如下：<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?><RelativeLayoutxmlns:android="/apk/res/android"xmlns:app="/apk/res-auto"xmlns:tools="/tools"android:id="@+id/main"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"tools:context=".MainActivity">

<Buttonandroid:id="@+id/id_button_1"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_alignParentTop="true"android:text="@string/text_button_1"/>

<Buttonandroid:id="@+id/id_button_2"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_below="@id/id_button_1"android:text="@string/text_button_2"/>

<Buttonandroid:id="@+id/id_button_3"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_below="@id/id_button_2"android:text="@string/text_button_3"/>

</RelativeLayout>修改res/values/strings.xml文件。<resources><stringname="app_name">ch1202</string>

<stringname="text_button_1">播放1号音乐</string><stringname="text_button_2">播放2号音乐</string><stringname="text_button_3">停止播放音乐</string>

</resources>编写用于播放音乐的Service程序代码。为了便于管理，在工程中新建名一个为com.example.ch1202.service的包，在这个包下新建一个MyService类，修改MyService.java文件内容为如下代码：packagecom.example.ch1202.service;

importandroid.app.Notification;importandroid.app.NotificationChannel;importandroid.app.NotificationManager;importandroid.app.PendingIntent;importandroid.app.Service;importandroid.content.Intent;importandroid.content.res.AssetFileDescriptor;importandroid.content.res.AssetManager;importandroid.media.AudioManager;importandroid.media.MediaPlayer;importandroid.os.Build;importandroid.os.Environment;importandroid.os.IBinder;importandroid.widget.Toast;

importcom.example.ch1202.MainActivity;importjava.io.IOException;publicclassMyServiceextendsService{privateMediaPlayermp;

privateNotificationManagernotificationManager;privatefinalintmNOTIFICATION=(int)System.currentTimeMillis();

@OverridepublicvoidonCreate(){mp=null;notificationManager=(NotificationManager)getSystemService(NOTIFICATION_SERVICE);showNotification();System.out.println("onCreatecalled");}

@OverridepublicintonStartCommand(Intentintent,intflags,intstartId){System.out.println("onStartCommandcalled");

if(mp!=null){if(mp.isPlaying()){mp.stop();}mp.release();}

mp=newMediaPlayer();mp.setAudioStreamType(AudioManager.STREAM_MUSIC);mp.setOnPreparedListener(newMediaPlayer.OnPreparedListener(){@OverridepublicvoidonPrepared(MediaPlayermp){mp.start();}});mp.setOnErrorListener(newMediaPlayer.OnErrorListener(){@OverridepublicbooleanonError(MediaPlayermp,intwhat,intextra){Toast.makeText(MyService.this,"无法播放该文件",Toast.LENGTH_LONG).show();returnfalse;}});mp.setOnCompletionListener(newMediaPlayer.OnCompletionListener(){@OverridepublicvoidonCompletion(MediaPlayermp){MyService.this.stopSelf();}});

try{Stringmusic=intent.getStringExtra("music");AssetManageram=this.getAssets();assertmusic!=null;AssetFileDescriptoraf=am.openFd(music);mp.setDataSource(af);mp.prepareAsync();}catch(IllegalArgumentException|IOException|IllegalStateException|SecurityExceptione){e.printStackTrace();}

returnSTART_STICKY;}

@OverridepublicIBinderonBind(Intentintent){//由于我们不提供绑定式服务，因此，直接返回nullreturnnull;}

@OverridepublicvoidonDestroy(){if(mp!=null){if(mp.isPlaying()){mp.stop();}mp.release();}

notificationManager.cancel(mNOTIFICATION);System.out.println("onDestroycalled");}privatevoidshowNotification(){PendingIntentcontentIntent=PendingIntent.getActivity(this,0,newIntent(this,MainActivity.class),PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);

CharSequencetext="PlayingMusic";Notification.Builderbuilder=null;if(Build.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.O){builder=newNotification.Builder(this,"MUSIC");}else{builder=newNotification.Builder(this);}builder.setContentTitle(text);builder.setContentText(text+"...");builder.setSmallIcon(android.R.drawable.ic_media_play);builder.setContentIntent(contentIntent);//执行intentNotificationnotification=builder.build();NotificationChannelchannel=null;if(Build.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.O){channel=newNotificationChannel("MUSIC","测试渠道名称",NotificationManager.IMPORTANCE_DEFAULT);notificationManager.createNotificationChannel(channel);}notificationManager.notify(mNOTIFICATION,notification);}}还需要特别说明onStartCommand()回调函数的返回值的含义。onStartCommand()函数的返回值只能是如下的几个值之一，这些值及其含义如下。（1）START_NOT_STICKY这个返回值告诉系统，当系统资源紧缺时，在onStartCommand()函数返回后，如果系统结束了这个服务，则不需要重新创建和启动这个服务。（2）START_STICKY这个返回值告诉系统，当系统资源紧缺时，在onStartCommand()函数返回后，如果系统结束了这个服务，则需要重新创建和启动这个服务，并且再次使用Intent为null的参数调用服务的onStartCommand()回调函数。（3）START_REDELIVER_INTENT这个返回值告诉系统，当系统资源紧缺时，在onStartCommand()函数返回后，如果系统结束了这个服务，则需要重新创建和启动这个服务，并且使用之前调用onStartCommand()时的Intent参数再次调用服务的onStartCommand()回调函数。现在修改MainActivity类，修改后的程序代码如下：packagecom.example.ch1202;

importandroid.Manifest;importandroid.content.Intent;importandroid.content.pm.PackageManager;importandroid.os.Build;importandroid.os.Bundle;importandroid.view.View;importandroid.widget.Button;

importandroidx.activity.EdgeToEdge;importandroidx.appcompat.app.AppCompatActivity;importandroidx.core.graphics.Insets;importandroidx.core.view.ViewCompat;importandroidx.core.view.WindowInsetsCompat;

importcom.example.ch1202.service.MyService;

publicclassMainActivityextendsAppCompatActivityimplementsView.OnClickListener{

@OverrideprotectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);EdgeToEdge.enable(this);setContentView(R.layout.activity_main);ViewCompat.setOnApplyWindowInsetsListener(findViewById(R.id.main),(v,insets)->{InsetssystemBars=insets.getInsets(WindowInsetsCompat.Type.systemBars());v.setPadding(systemBars.left,systemBars.top,systemBars.right,systemBars.bottom);returninsets;});

Buttonbtn1=this.findViewById(R.id.id_button_1);btn1.setOnClickListener(this);Buttonbtn2=this.findViewById(R.id.id_button_2);btn2.setOnClickListener(this);Buttonbtn3=this.findViewById(R.id.id_button_3);btn3.setOnClickListener(this);

}@OverridepublicvoidonClick(Viewv){if(Build.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.TIRAMISU){if(checkSelfPermission(Manifest.permission.POST_NOTIFICATIONS)!=PackageManager.PERMISSION_GRANTED){requestPermissions(newString[]{Manifest.permission.POST_NOTIFICATIONS},1000);}}

intid=v.getId();

if(id==R.id.id_button_1){Intentservice=newIntent(this,MyService.class);service.putExtra("music","ring01.wav");this.startService(service);}elseif(id==R.id.id_button_2){Intentservice=newIntent(this,MyService.class