由UI刷新谈到线程安全和Android单线程模型

1、为什么说invalidate()不能直接在线程中调用？

　　Android提供了Invalidate方法实现界面刷新，但是Invalidate不能直接在非UI主线程中调用，因为他是违背了单线程模型：Android UI操作并不是线程安全的，并且这些操作必须在UI线程中调用。例如：在非UI线程中调用invalidate会导致线程不安全，也就是说可能在非UI线程中刷新界面的时候，UI线程(或者其他非UI线程)也在刷新界面，这样就导致多个界面刷新的操作不能同步，导致线程不安全

2、它是怎么违背单线程的？

　　一个 Android 程序开始运行时，就有一个主线程Main Thread被创建。该线程主要负责UI界面的显示、更新和控件交互，所以又叫UI Thread。由于只有UI线程更新界面所以说Android是单线程模型。

　　一个Android程序创建之初，一个Process呈现的是单线程模型--即Main Thread，在非主线程（UI线程）外调invalidate()刷新界面出现异常，即是说用其他的线程更新UI，android中是不被允许的。

3、android ui为什么说不是线程安全的？

　　UI线程存在不安全的操作：android UI 中提供invalidate()来更新界面，而invalidate()方法是线程不安全。

4、android ui操作为什么一定要在UI线程中执行？

　　UI主线程是更新UI界面的，更新了界面才能看到运行的效果。

再者Android UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。如果在子线程中直接修改UI，会导致异常。

5、UI线程及Android的单线程模型原则

5.1 main thread

　　当应用启动，系统会创建一个主线程（main thread）。

　　这个主线程负责向UI组件分发事件（包括绘制事件），也是在这个主线程里，你的应用和Android的UI组件（components from the Android UI toolkit (components from the android.widget and android.view packages)）发生交互。

　　所以main thread也叫UI thread也即UI线程。

5.2 UI thread

　　系统不会为每个组件单独创建线程，在同一个进程里的UI组件都会在UI线程里实例化，系统对每一个组件的调用都从UI线程分发出去。

　　结果就是，响应系统回调的方法（比如响应用户动作的onKeyDown()和各种生命周期回调）永远都是在UI线程里运行。

5.3 耗时任务

　　当App做一些比较重（intensive）的工作的时候，除非你合理地实现，否则单线程模型的performance会很poor。

　　特别的是，如果所有的工作都在UI线程，做一些比较耗时的工作比如访问网络或者数据库查询，都会阻塞UI线程，导致事件停止分发（包括绘制事件）。对于用户来说，应用看起来像是卡住了，更坏的情况是，如果UI线程blocked的时间太长（大约超过5秒），用户就会看到ANR（application not responding）的对话框。

5.4 Android单线程模型两原则

　　另外，Andoid UI toolkit并不是线程安全的，所以你不能从非UI线程来操纵UI组件。你必须把所有的UI操作放在UI线程里，所以Android的单线程模型有两条原则：

　　1.不要阻塞UI线程。

　　2.不要在UI线程之外访问Android UI toolkit（主要是这两个包中的组件：android.widget and android.view）。

5.5 由一个例子展开线程间通信问题http://blog.csdn.net/lvxiangan/article/details/39504145

6、invalidate()/postInvalidate()

　　Android程序中可以使用的界面刷新方法有两种，分别是利用invalidate和利用postInvalidate()来实现在线程中刷新界面。

　　Android中实现view的更新有两组方法，一组是invalidate，另一组是postInvalidate，其中前者是在UI线程自身中使用，而后者在非UI线程中使用。

　　Android提供了Invalidate方法实现界面刷新，但是Invalidate不能直接在线程中调用，因为他是违背了单线程模型：Android UI操作并不是线程安全的，并且这些操作必须在UI线程中调用。

6.1 特点

　　只要是view的子类，都会从view中继承invalidate和postInvalidate这两个方法。

　　当invalidate方法被调用的时候，就是在告诉系统，当前的view发生改变，应该尽可能快的来进行重绘。

　　这个方法仅能在UI线程中被调用。如果想要在工作线程中进行刷新界面，那么其他的方法将会被调用，这个方法就是postInvalidate方法。这个方法将会发送消息到主线程，当主线程的消息队列轮询到当前消息的时候，这个方法会被调用。

　　但是需要注意的是，刷新界面并不能保证马上刷新。只是尽可能快的进行刷新。尤其是在postInvalidate方法中，这种情况会出现。

7、小结

界面刷新的存在：UI界面要看想到运行效果，必定存在界面刷新这一需求
UI线程不安全：要刷新就得调用invalidate()，所以UI线程是线程不安全的
界面刷新的运行：谈到刷新，就得明确这一动作只能在UI线程进行，多线程各自刷新是不可想象的
单线程模型：由3可得Android是单线程模型这一观点，相应的也就存在着Android单线程模型两原则
postInvalidate()：postInvalidate()只是将刷新消息发送到主线程，至于是否刷新、何时刷新得看主线程的运行

http://www.android100.org/html/201406/06/20132.html