Android中TextView背景色动态定时切换的异步实现-java教程-PHP中文网

android中textview背景色动态定时切换的异步实现

本文旨在解决Android应用中，如何在不阻塞UI线程的前提下，实现TextView背景色的动态定时切换。通过深入探讨Android的UI线程模型，我们将学习如何利用Executor和Handler组合，将耗时操作（如延时）放到后台线程执行，同时确保UI更新（如改变背景色）安全地在主线程进行，从而避免界面卡顿，提升用户体验。

1. 理解Android UI线程与阻塞问题

在Android开发中，所有与用户界面（UI）相关的操作都必须在主线程（也称为UI线程）上执行。这是为了确保UI的一致性和响应性。如果在主线程上执行耗时操作，例如网络请求、大量数据处理或长时间的Thread.sleep()，就会导致UI线程阻塞，用户界面会停止响应，表现为卡顿、ANR（Application Not Responding）错误，严重影响用户体验。

最初尝试实现TextView背景色定时切换时，开发者可能会遇到一个常见问题：当在主线程中直接调用Thread.sleep()或者在Handler.post()的回调中调用Thread.sleep()时，即使UI更新操作被Handler.post()包装，但如果Thread.sleep()发生在主线程中，或者在同一个Runnable中混合了UI更新和耗时操作，UI仍然会阻塞。这是因为Handler.post()只是将Runnable提交到主线程的消息队列，如果这个Runnable内部包含耗时操作，那么主线程在执行这个Runnable时依然会被阻塞。

例如，以下代码片段展示了错误的实现方式，它会在主线程中执行Thread.sleep()，导致UI卡顿：

// 错误的实现示例
private void blinking(int time) {
    final Handler handler = new Handler();
    new Thread(() -> handler.post(() -> {
        // UI更新操作
        // ...
        try {
            // 错误：Thread.sleep()虽然在新的线程中，但其执行逻辑与UI更新混合，
            // 且如果Handler.post()的Runnable中包含了sleep，会阻塞主线程
            // 实际上，这里new Thread().start()是启动了一个新线程，
            // 但handler.post()会将里面的Runnable发到主线程执行，
            // 如果sleep在post的Runnable内部，主线程依然会阻塞。
            // 原始问题中的代码是：
            // new Thread(() -> handler.post(() -> { /* UI update */ try { Thread.sleep(time); } catch... })).start();
            // 这种写法下，虽然外层是一个新线程，但handler.post()的Runnable会在主线程执行，
            // 因此如果Thread.sleep(time)在Runnable内部，主线程依然会被阻塞。
            Thread.sleep(time); // 假设这里是发生在主线程的阻塞
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    })).start();
}

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正确的做法是将耗时操作（如Thread.sleep()）完全放到后台线程中执行，而只将UI更新操作通过Handler发送到主线程。

2. 异步处理核心：Executor与Handler的协同

为了安全、高效地实现UI的异步更新，Android提供了多种机制，其中Executor和Handler的组合是一种非常强大且常用的模式。

Executor (或 ExecutorService): 这是一个用于执行任务的接口，它将任务的提交与任务的执行解耦。通过Executors工厂类可以创建不同类型的线程池，例如newSingleThreadExecutor()会创建一个单线程的执行器，确保任务按顺序执行。它负责在后台线程中执行耗时操作，如本例中的延时。
Handler: Handler允许你向与特定线程关联的消息队列发送和处理Message或Runnable对象。通常，我们会创建一个与主线程Looper关联的Handler，这样就可以从后台线程发送任务到主线程执行，从而安全地更新UI。

通过将Thread.sleep()等耗时逻辑放入Executor管理的后台线程中，然后仅通过Handler将修改UI的指令发送到主线程，我们可以确保UI的流畅性。

3. 实现TextView背景色动态定时切换

下面我们将展示如何使用Executor和Handler来实现TextView背景色的动态定时切换。

3.1 定义Executor和Handler

首先，在你的Activity或Fragment中定义一个Executor和一个Handler。Executor用于处理后台任务，而Handler则用于将UI更新任务发布到主线程。

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import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    // 定义一个单线程的Executor，用于执行后台任务
    static Executor mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    // 定义一个Handler，关联主线程的Looper，用于在主线程更新UI
    final static Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

    private TextView theBlinker; // 假设这是你的TextView实例
    private Button submit; // 假设这是触发操作的按钮

    // ... 其他成员变量和方法
}

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3.2 实现背景色切换逻辑

创建一个blinking()方法，该方法只负责根据当前背景色切换TextView的颜色。这个方法将由Handler在主线程中调用。

import android.graphics.drawable.ColorDrawable;
import android.graphics.Color;
import androidx.core.content.ContextCompat;

// ... 在MainActivity类中

private void blinking() {
    // 确保在主线程中更新UI
    handler.post(() -> {
        // 假设 theBlinker 已经被正确初始化
        // theBlinker = findViewById(R.id.theBlinker); // 如果theBlinker是成员变量且已初始化，则无需重复findViewById

        ColorDrawable buttonColor = (ColorDrawable) theBlinker.getBackground();
        if (buttonColor != null && buttonColor.getColor() == ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black)) {
            theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.white));
        } else {
            theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black));
        }
    });
}

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注意： 在实际应用中，theBlinker通常是一个成员变量，在onCreate等生命周期方法中通过findViewById初始化一次即可，无需在每次blinking()调用时重复查找。这里为了保持与原文的上下文一致，如果原文有重复查找，我也会保留，但会添加注释说明。这里已优化为假设theBlinker是成员变量。

3.3 触发定时切换序列

在按钮的OnClickListener中，我们将整个定时切换序列提交给Executor执行。Executor会在其后台线程中迭代codeContainer列表，并在每次切换颜色后执行Thread.sleep()进行延时。

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

// 假设有一个Primitive类，包含信号长度信息
class Primitive {
    private int signalLengthInDits;
    private boolean signalType; // 示例，可能用于其他逻辑

    public Primitive(int length, boolean type) {
        this.signalLengthInDits = length;
        this.signalType = type;
    }

    public int getSignalLengthInDits() {
        return signalLengthInDits;
    }
}

// ... 在MainActivity的onCreate或其他初始化方法中

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

    theBlinker = findViewById(R.id.theBlinker); // 初始化TextView
    submit = findViewById(R.id.submit); // 初始化Button

    // 初始化颜色为黑色
    theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(this, R.color.black));

    // 示例数据
    List<Primitive> codeContainer = new ArrayList<>();
    codeContainer.add(new Primitive(3, true));
    codeContainer.add(new Primitive(1, false));
    codeContainer.add(new Primitive(7, true));

    submit.setOnClickListener(v -> {
        // 将整个任务提交给后台Executor执行
        mExecutor.execute(() -> {
            for (Primitive item : codeContainer) {
                // 在主线程中改变TextView颜色
                blinking();

                // 在后台线程中睡眠，不阻塞UI
                try {
                    Thread.sleep(item.getSignalLengthInDits() * 500); // 延时
                } catch (InterruptedException e) {
                    // 处理中断异常
                    Thread.currentThread().interrupt(); // 重新设置中断标志
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 序列结束后，将TextView颜色恢复到初始状态（例如黑色），同样在主线程操作
            handler.post(() -> {
                theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black));
            });
        });
    });
}

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4. 完整示例代码

下面是整合了上述逻辑的完整Activity代码示例：

package com.example.myblinkerapp; // 请替换为你的包名

import android.graphics.Color;
import android.graphics.drawable.ColorDrawable;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import androidx.core.content.ContextCompat;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

// 示例数据模型
class Primitive {
    private int signalLengthInDits;
    private boolean signalType; // 示例，可能用于其他逻辑

    public Primitive(int length, boolean type) {
        this.signalLengthInDits = length;
        this.signalType = type;
    }

    public int getSignalLengthInDits() {
        return signalLengthInDits;
    }

    public boolean getSignalType() {
        return signalType;
    }
}

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    // 定义一个单线程的Executor，用于执行后台任务
    static Executor mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    // 定义一个Handler，关联主线程的Looper，用于在主线程更新UI
    final static Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

    private TextView theBlinker;
    private Button submit;
    private List<Primitive> codeContainer;

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

        theBlinker = findViewById(R.id.theBlinker);
        submit = findViewById(R.id.submit);

        // 初始化TextView背景色为黑色
        theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(this, R.color.black));

        // 示例数据
        codeContainer = new ArrayList<>();
        codeContainer.add(new Primitive(3, true)); // 3 * 500ms 延时
        codeContainer.add(new Primitive(1, false)); // 1 * 500ms 延时
        codeContainer.add(new Primitive(7, true)); // 7 * 500ms 延时

        submit.setOnClickListener(v -> {
            // 将整个闪烁序列任务提交给后台Executor执行
            mExecutor.execute(() -> {
                for (Primitive item : codeContainer) {
                    // 在主线程中切换TextView颜色
                    blinking();

                    // 在后台线程中进行延时，不阻塞UI
                    try {
                        Thread.sleep(item.getSignalLengthInDits() * 500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // 处理中断异常，通常在线程被中断时发生
                        Thread.currentThread().interrupt(); // 重新设置中断标志
                        e.printStackTrace();
                        return; // 如果线程被中断，停止后续操作
                    }
                }
                // 整个序列结束后，将TextView颜色恢复到初始状态（例如黑色），在主线程操作
                handler.post(() -> {
                    theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black));
                });
            });
        });
    }

    /**
     * 切换TextView的背景色（黑<->白）。此方法应在主线程中被调用。
     */
    private void blinking() {
        // 确保此UI更新操作在主线程执行
        handler.post(() -> {
            ColorDrawable buttonColor = (ColorDrawable) theBlinker.getBackground();
            // 检查当前背景色并切换
            if (buttonColor != null && buttonColor.getColor() == ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black)) {
                theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.white));
            } else {
                theBlinker.setBackgroundColor(ContextCompat.getColor(MainActivity.this, R.color.black));
            }
        });
    }

    // 在Activity销毁时，可以考虑关闭ExecutorService以释放资源
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (mExecutor instanceof ExecutorService) {
            ((ExecutorService) mExecutor).shutdownNow(); // 尝试立即关闭所有正在执行的任务
        }
    }
}

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对应的布局文件 (activity_main.xml):

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:gravity="center"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/theBlinker"
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_height="200dp"
        android:gravity="center"
        android:text="Blinker"
        android:textColor="@android:color/white"
        android:textSize="24sp"
        android:background="@color/black" />

    <Button
        android:id="@+id/submit"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="32dp"
        android:text="开始闪烁" />

</LinearLayout>

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res/values/colors.xml (如果需要定义black和white):

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <color name="black">#FF000000</color>
    <color name="white">#FFFFFFFF</color>
    <!-- 其他颜色 -->
</resources>

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5. 注意事项与最佳实践

UI更新必须在主线程： 始终牢记，任何修改UI的操作都必须在主线程进行。Handler.post()是实现这一点的标准方式。
耗时操作在后台线程： Thread.sleep()、网络请求、数据库操作等耗时任务必须在后台线程执行，以避免阻塞UI线程。Executor提供了一个结构化的方式来管理这些后台任务。
异常处理： 在后台线程中执行耗时操作时，尤其是涉及到Thread.sleep()，务必捕获InterruptedException。当一个线程被另一个线程中断时会抛出此异常。通常，捕获后应重新设置中断标志 (Thread.currentThread().interrupt();)，并根据业务逻辑决定是否终止当前任务。
资源管理： 如果使用了ExecutorService（Executors创建的大多数都是），在Activity或Fragment销毁时，应该调用shutdown()或shutdownNow()来关闭线程池，释放系统资源，防止内存泄漏。
避免重复findViewById： findViewById是一个相对耗时的操作。如果一个View实例在整个生命周期中都会被多次访问，应该在初始化阶段（如onCreate）查找一次并保存为成员变量。
更高级的异步工具： 对于更复杂的异步任务，Android提供了更多高级工具，如AsyncTask（已被弃用，但原理相似）、LiveData结合ViewModel、Kotlin协程等。对于简单的定时任务，Executor和Handler的组合非常有效。

6. 总结

通过本教程，我们学习了在Android中动态定时切换TextView背景色的正确方法。核心在于理解Android的UI线程模型，并利用Executor将耗时操作（如延时）从主线程剥离到后台线程，同时借助Handler确保所有UI更新安全地回到主线程执行。这种异步处理模式是Android开发中的一项基本技能，对于构建流畅、响应迅速的用户界面至关重要。遵循这些原则，可以有效避免ANR错误，提升应用的用户体验。

以上就是Android中TextView背景色动态定时切换的异步实现的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！