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Especialista Universitario en Desarrollo de Aplicaciones para Dispositivos Móviles
Android avanzado
Sesión 1: Hilos
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Puntos a tratar
•
•
•
•
•
•
•
Hilos
Hilos de ejecución
Hilos y actividades
Finalización y pausa
Sincronización de hilos
Handlers, Loopers, Pools de hilos
Hilos e interfaz de usuario
AsyncTask
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Hilo de ejecución (Thread)
•
•
•
•
Ejecutar una tarea en segundo plano
Actualizar periódicamente algún dato
Garantizar la fluidez de la interfaz gráfica
Operaciones de entrada y salida, comunicaciones
• Threads: objetos con método run( )
Hilos
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Creación y ejecución
• Por herencia de Thread:
public class Hilo1 extends Thread {
@Override
public void run() {
while(condicion_de_ejecucion){
//Realizar operaciones
//...
try {
// Dejar libre la CPU durante unos milisegundos
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
}
}
Hilos
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Creación y ejecución
• Por implementación de Runnable:
public class Hilo2 implements Runnable {
@Override
public void run() {
while(condicion_de_ejecucion){
//Realizar operaciones
//...
try {
// Dejar libre la CPU durante unos milisegundos
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
}
}
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Creación y ejecución
• Diferentes formas de ejecución según la clase:
Hilo1 hilo1 = new Hilo1();
hilo1.start();
Thread hilo2 = new Thread(new Hilo2());
hilo2.start();
• Declaración de la clase inline:
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
//Realizar operaciones ...
}
}).start();
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Creación y ejecución
• Diferentes formas de ejecución según la clase:
Hilo1 hilo1 = new Hilo1();
hilo1.start();
Thread hilo2 = new Thread(new Hilo2());
hilo2.start();
• Declaración de la clase inline:
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
//Realizar operaciones ...
}
}).start();
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Acceso a datos de la aplicación
• Si el hilo necesita acceder a datos de la aplicación
podemos pasárselos a través del constructor
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
new Hilo1(getApplicationContext());
}
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Acceso a datos de la aplicación
public class Hilo1 extends Thread {
Context context;
public Hilo2Thread(Context context){
this.context = context;
this.start();
}
@Override
public void run() {
while(condicion_de_ejecucion){
//Realizar operaciones
//...
try {
// Dejar libre la CPU durante unos milisegundos
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
}
}
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Ciclo de vida
Hilos
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Ciclo de vida
• New: El primer estado de un hilo recién creado.
Permanece en este estado hasta que el hilo es ejecutado.
• Runnable: Una vez ejecutado pasa a este estado, durante
el cuál ejecuta su tarea.
• Not runnable: Estado que permite al hilo desocupar la
CPU en espera a que otro hilo termine o le notifique que
puede continuar, o bien a que termine un proceso de E/S,
o bien a que termine una espera provocada por la función
Thread.sleep(100);. Tras ello volverá al estado Runnable.
• Dead: Pasa a este estado una vez finalizado el método
run().
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Finalización
• Es muy importante asegurar que un hilo saldrá de la función run()
cuando sea necesario, para que pase al estado dead.
• Ejemplo: establecer una variable booleana como condición de
salida.
• No hay un método stop( ) (está deprecated, por tanto no hay que
usarlo), en su lugar el programador debe programar el mecanismo
que termine de forma interna la ejecución del hilo.
• Si un hilo se encuentra en estado Not Runnable, no podrá hacer
el return de su función run( ) hasta que no vuelva al estado
Runnable. Una forma de interrumpirlo es usar el método
Thread.interrupt( );.
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Hilos Daemon
• En Android cada aplicación se ejecuta en su propia
máquina virtual. Ésta no terminará mientras haya hilos en
ejecución que no sean de tipo daemon.
• Para hacer que un hilo sea daemon se utiliza la función:
hilo1.setDaemon(true);
hilo1.start();
• Aún así es recomendable salir de la función run() cuando la
lógica del programa lo considere oportuno.
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Actividades que implementan Runnable
• Para facilitar el acceso a los campos de la Activity:
public class HiloActivity extends Activity implements Runnable{
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
//Iniciar el segundo hilo de ejecución:
(new Thread(this)).start();
}
@Override
public void run() {
while(condicion_de_ejecucion){
//Realizar operaciones
//...
}
}
}
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Actividades que implementan Runnable
• Nótese que en el ejemplo anterior se podrían crear más
hilos de ejecución creando más instancias del hilo e
iniciándolas con (new Thread(this)).start(); pero
compartirían los mismos datos correspondientes a los
campos de la clase HiloActivity.
• Al cerrar una Activity los hilos secundarios no terminan. Al
pausarla tampoco se pausan. El programador debe
encargarse de eso.
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Actividades en pausa
• Por defecto para cerrar una actividad hay que pulsar el
botón hacia atrás del dispositivo Android.
• Si se pulsa la tecla Home o se recibe una llamada de
teléfono la actividad pasa a estado pausado.
• Al pasar a pausa habría que pausar los threads desde el
método onPause() y reestablecerlos en onResume(), con
los mecanismos de sincronización wait y notifyAll.
• Otra fórmula aplicable sería terminar los hilos y volver a
crearlos al recuperarse del estado de pausa de la
actividad.
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Prioridades
• Cada hilo tiene asociada una prioridad que se puede
cambiar con el método: Thread.setPriority(prioridad)
• El parámetro es un valor entero entre
Thread.MIN_PRIORITY (que vale 1) y
Thread.MAX_PRIORITY (que vale 10).
• El efecto de la prioridad de los hilos sólo puede llegar a
apreciarse si varios hilos están simultáneamente en estado
"Running". Si el hilo tiene estados "Waiting", o bien para
liberar CPU, o bien porque esperan E/S, o bien porque
esperan otro hilo, en estos intervalos de tiempo el
procesador estaría liberado para ejecutar el otro hilo,
independientemente de su prioridad.
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Sincronización de hilos
•
•
•
•
Hilos
Para acceder a datos compartidos sin corromperlos
Para esperar la obtención de un recurso
Para esperar a otro hilo
Para liberar a otro hilo de la espera
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Acceso a datos compartidos
• Si los datos son sincronizados, por ejemplo la versión
serializada de List que es Vector, el acceso desde varios
hilos no es problemático.
• De lo contrario hay que sincronizar el método. Hay dos
maneras:
public synchronized void incrementa(int incremento){
this.valor += incremento;
}
public synchronized void incrementa(int incremento){
synchronized(this){
this.valor += incremento;
}
}
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Esperar a otro hilo
• Métodos que permiten bloquear un hilo de manera
explícita y desbloquearlo cuando sea necesario: wait( ) y
notify( ), o notifyAll( )
• Para evitar interbloqueos ambos métodos deben ser
llamados siempre desde secciones de código
sincronizadas.
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Esperar a otro hilo
public class CubbyHole {
private Object cubby;
//El productor llamaría a este método.
public synchronized Object produce(Object data) {
Object ret = cubby;
cubby = data;
// Desbloquear el consumidor que esté esperando en
consume().
notifyAll();
return ret;
}
...
Hilos
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Esperar a otro hilo
...
//El consumidor llamaría a este método
public synchronized Object consume() throws
InterruptedException {
// Bloquear hasta que exista un objeto que consumir
while (cubby == null) {
// Libera el lock thel objeto mientras espera y
// lo cierra al seguir ejecutándose
wait();
}
Object ret = cubby;
cubby = null;
return ret;
}
}
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Esperar a que un hilo finalice
• Con el método Thread.join( )
Thread descarga1 = new Thread(new DescargaRunnable(url1));
Thread descarga2 = new Thread(new DescargaRunnable(url2));
//Bloquear hasta que ambas se descarguen
descarga1.join();
descarga2.join();
//Descargadas, realizar alguna operación con los datos
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Pausar un hilo
• Usando una variable booleana que así lo indique y el
método wait( ), quedando a la espera de un notifyAll( )
class MiRunnable implements Runnable {
private Object pauseLock;
private boolean paused;
private boolean finished;
public MiRunnable() {
pauseLock = new Object();
paused = false;
finished = false;
}
...
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Pausar un hilo
...
public void run() {
while (!finished) {
// Realizar operaciones
// ...
synchronized (pauseLock) {
while (paused) {
try {
pauseLock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
break;
}
}
}
}
}
...
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Pausar un hilo
...
//Llamarlo desde Activity.onPause()
public void pause() {
synchronized (pauseLock) {
paused = true;
}
}
//Llamarlo desde Activity.onResume()
public void resume() {
synchronized (pauseLock) {
paused = false;
pauseLock.notifyAll();
}
}
//Llamarlo desde Activity.onDestroy()
public void finish() {
finished = true;
}
}
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Mecanismos específicos de Android
• Android cuenta con un framework de mensajería y
concurrencia que está basado en las clases Thread,
Looper, Message, MessageQueue y Handler.
• Por conveniencia existe también la clase AsyncTask, para
usos comunes de actualización de la UI.
• Un Looper se utiliza para ejecutar un bucle de
comunicación por mensajes en determinado hilo.
• La interacción con el Looper se realiza a través de la
clase Handler, que permite enviar y procesar un Message
y objetos que implementen Runnable, asociados a una
cola MessageQueue.
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Mensajes mediante Handlers
• Handler permite enviar y procesar un Message y objetos que
implementen Runnable.
• Cada instancia de Handler se asocia con un único hilo y su cola de
mensajes.
• Hay que crear el Handler desde el mismo hilo al que debe ir asociado.
• Un hilo puede tener asociados varios Handler.
• Mediante el uso de Handler se pueden encolar una acciones que que
deben ser realizadas en otro hilo de ejecución distinto. Esto permite
programar acciones que deben ser ejecutadas en el futuro, en un
orden determinado.
• El envío se realiza mediante post(Runnable) o postDelayed(Runnable,
long), donde se indican los milisegundos de retardo para realizar el
post.
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Mensajes mediante Handlers
• Ejemplo de tareas que se ejecutan una después de la
otra, en el mismo hilo de ejecución:
public class Actividad extends Activity {
TextView textView;
Handler handler;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
textView = (TextView) findViewById(R.id.textview1);
handler = new Handler();
handler.removeCallbacks(tarea1);
handler.removeCallbacks(tarea2);
handler.post(tarea1);
handler.post(tarea2);
}
...
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Handler: ejemplo de splashscreen
public class Actividad extends Activity implements Runnable{
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.splashscreen);
(new Thread(this)).start();
}
private Handler handler = new Handler(){
public void handleMessage(Message msg){
setContentView(R.layout.main);
}
};
@Override
public void run() {
//Carga lenta de datos...
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
handler.sendEmptyMessage(0);
}
}
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Looper
• Looper se utiliza para ejecutar un bucle de comunicación
por mensajes en determinado hilo.
• Por defecto los hilos no tienen ningún bucle de mensajes
asociado. Para crearlo hay que llamar a Looper.prepare()
desde el hilo correspondiente.
• En el siguiente ejemplo se implementa un hilo que cuenta
con un método post(Runnable) para encolar las tareas al
handler.
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Looper
class MiHiloLooper extends Thread{
Handler handler; //message handler
public MiHiloLooper(){
this.start();
}
@Override
public void run(){
try{
Looper.prepare();
handler = new Handler();
Looper.loop();
}catch(Throwable t){
Log.e("Looper","Error: ", t);
}
}
public void terminate(){
handler.getLooper().quit();
}
public void post(Runnable runnable){
handler.post(runnable);
}
}
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Looper
• Se usaría instanciándolo y pasando tareas Runnable por
post( ) cada vez que haga falta.
• Es útil para casos en los que no se sepa en qué orden
irán encolándose las tareas necesarias.
• Ejemplo: descarga de múltiples archivos uno a uno, para
evitar numerosas conexiones simultáneas
MiHiloLooper looper = new MiHiloLooper();
looper.post(new Thread( new ImageLoader(url1, iv1) ));
looper.post(new Thread( new ImageLoader(url2, iv2) ));
looper.post(new Thread( new ImageLoader(url3, iv3) ));
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Pools de hilos
• Encolar tareas especificando número simultáneo de hilos
•
número mínimo de hilos a mantener en el pool, incluso aunque no estén en
ejecución
•
número máximo de hilos permitido
•
el tiempo que se permite que permanezca un hilo que ya no esté en ejecución y la
unidad de tiempo
•
la cola de tareas.
ThreadPoolExecutor pool;
ArrayBlockingQueue<Runnable> queue;
queue = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(5);
pool = new ThreadPoolExecutor(
poolSize, maxPoolSize, keepAliveTime,
TimeUnit.SECONDS, queue);
pool.execute(new MyRunnable("A"));
pool.execute(new MyRunnable("B"));
pool.execute(new MyRunnable("C"));
pool.execute(new MyRunnable("D"));
pool.execute(new MyRunnable("E"));
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Operaciones lentas e interfaz de usuario
• En dispositivos móviles no se puede asumir que
ninguna operación de red vaya a ser rápida.
• En android las operaciones lentas se realizan en un
hilo aparte, de lo contrario obtendremos la pantalla
ARN, Application not responding.
• El hilo de la actividad se encarga de mantener operativa la
interfaz de usuario. Si la interfaz deja de ser operativa
durante 2 segundos, Android sugiere terminar la aplicación
con la ARN Screen.
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Application Not Responding
•
•
•
•
Hilos
El usuario normalmente no esperará.
Pondrá comentario negativo.
Desinstalará la aplicación.
No volverá a instalar ninguna versión posterior.
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Hilo único para la GUI
• Crear otro hilo de ejecución es fácil, pero no nos permite
acceder a componentes gráficos: modelo de hilo único
para la interfaz gráfica
ImageView imageView = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView01);
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
Drawable imagen = cargarLaImagen("http://...");
//Desde aquí NO debo acceder a imageView
}
}).start();
Hilos
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Android avanzado - 37
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Enviar datos a la interfaz
•
•
•
•
•
Hilos
Activity.runOnUiThread(Runnable)
View.post(Runnable)
View.postDelayed(Runnable, long)
Handler
AsyncTask
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Enviar datos a la interfaz
• Una solución es utilizar el método
View.post(Runnable)
ImageView imageView = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView01);
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
Drawable imagen = cargarLaImagen("http://...");
imageView.post(new Runnable() {
public void run() {
imageView.setDrawable(imagen);
}
});
}
}).start();
Hilos
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AsyncTask
• Clase diseñada para facilitar el trabajo con hilos e interfaz
gráfica
• Facilita la separación entre
• Tarea secundaria
• Interfaz gráfica
• Permite solicitar refresco del progreso desde la tarea
secundaria
• El refresco, tras ser solicitado, se ejecutará (en algún
momento) en el hilo principal
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AsyncTask
• Crear una clase que herede de AsyncTask
• Sobrecargar como mínimo el método
doInBackground(Params...)
• Ejecutar una instancia de la clase con el método
.execute(...)
• Otros métodos que podemos sobrecargar
•
•
•
•
•
Hilos
onCancelled()
onPostExecute(Result)
onPreExecute()
onProgressUpdate(Progress... )
publishProgress(Progress... )
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AsyncTask
• La ejecutamos con .execute(...)
• Se invoca onPreExecute() en el hilo de la
interfaz.
• Se invoca doInBackground(Params...) en el
segundo hilo
• Puede realizar llamadas a
publishProgress(Progress...)
• Los valores se publicarán en el hilo principal con
publishProgress(Progress...)
• Se invoca onPostExecute(Result) en el hilo
de la interfaz.
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AsyncTask
• Restricciones de uso
• La instancia de la AsyncTask debe ser creada en el hilo de la
interfaz.
• El método execute(Params...) debe ser invocado en el hilo de la
interfaz.
• No se deben llamar onPreExecute(), onPostExecute(),
doInBackground(Params...) y
onProgressUpdate(Progress...) manualmente.
• La AsyncTask sólo se puede ejecutar una vez.
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AsyncTask
• TextView con el progreso y varios ImageView en los
que queremos cargar imágenes con nuestra
BajarImagenesTask.
TextView textView;
ImageView[] imageView;
public void bajarImagenes(){
textView = (TextView)findViewById(R.id.TextView01);
imageView[0] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView01);
imageView[1] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView02);
imageView[2] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView03);
imageView[3] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView04);
new BajarImagenesTask().execute(
"http://a.com/1.png",
"http://a.com/2.png",
"http://a.com/3.png",
"http://a.com/4.png");
}
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AsyncTask
• TextView con el progreso y varios ImageView en los
que queremos cargar imágenes con nuestra
BajarImagenesTask.
TextView textView;
ImageView[] imageView;
public void bajarImagenes(){
textView = (TextView)findViewById(R.id.TextView01);
imageView[0] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView01);
imageView[1] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView02);
imageView[2] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView03);
imageView[3] = (ImageView)findViewById(R.id.ImageView04);
new BajarImagenesTask().execute(
"http://a.com/1.png",
"http://a.com/2.png",
"http://a.com/3.png",
"http://a.com/4.png");
}
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AsyncTask
private class BajarImagenesTask extends AsyncTask<String, Integer, List<Drawable>> {
@Override
protected List<Drawable> doInBackground(String... urls) {
ArrayList<Drawable> imagenes = new ArrayList<Drawable>();
for(int i=1;i<urls.length; i++){
cargarLaImagen(urls[0]);
publishProgress(i);
return imagenes;
}
@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
textView.setText("Cargando imagenes...");
}
@Override
protected void onProgressUpdate(String... values) {
textView.setText(values[0] + " imagenes cargadas...");
}
@Override
protected void onPostExecute(List<Drawable> result) {
for(int i=0; i<result.length; i++){
imageView[i].setDrawable(result.getItemAt(i));
}
textView.setText("Descarga finalizada");
}
@Override
protected void onCancelled() {
textView.setText("Cancelada la descarga");
}
}
Hilos
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¿Preguntas...?
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