Android 线程阻塞 UI 除非使用同步

Question

我试图找出我手机的相机可以拍照的最快速度。我用来管理相机的对象（没有相机逻辑）如下所示：

public class PictureTaker {
    private boolean mIsTakingPicture;

    public void takePicture() {
        mIsTakingPicture = true;
    }

    public boolean isTakingPicture() {
        return mIsTakingPicture;
    }
} 

在我的活动中，我创建了一个新线程并向其发布一个可运行的线程，以便在用户点击按钮时开始循环和拍照。我再次点击按钮停止线程。

import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class CameraTestActivity extends ActionBarActivity {

    private HandlerThread mThread;
    private Handler mThreadHandler;
    private volatile boolean mTestingCameraSpeed;
    private PictureTaker mPictureTaker;

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

        mThread = new HandlerThread("testThread");
        mThread.start();
        mThreadHandler = new Handler(mThread.getLooper());
        mPictureTaker = new PictureTaker();
    }

    public void toggleDoingStuff(final View view) {
        Button b = (Button)view;
        if(mTestingCameraSpeed) {
            mTestingCameraSpeed = false;
            b.setText("Start camera");
        } else {
            mTestingCameraSpeed = true;

            mThreadHandler.post(new Runnable() {
                public void run() {
                    loopUntilStop();
                }
            });
            b.setText("Stop camera");
        }
    }

    private void loopUntilStop() {
        for(;;) {
            if(!mTestingCameraSpeed) break;

            if(!mPictureTaker.isTakingPicture()) {
                Log.d("CameraTestActivity", "Taking picture at time " + System.currentTimeMillis());
                mPictureTaker.takePicture();
            }
        }
    }
} 

由于布尔值是原子的，我不介意错过更新，因此我没有将 loopUntilStop() 中的 mIsTestingCameraSpeed 检查包装在 synchronized 块中。 （编辑：正如 mttdbrd 和 Kevin Krumwiede 指出的那样，如果没有同步或使变量易变，线程可能看不到更改）。

无论如何，上面的代码阻塞了 UI 线程。但是，将takePicture() 更改为

public void takePicture() {
    mIsTakingPicture = false;
}

不会阻止 UI，但是 mIsTakingPicture 设置不正确。为了防止阻塞并使用takePicture()的第一个版本，我不得不将isTakingPicture()更改为使用锁：

public boolean isTakingPicture() {
    synchronized (this) {
        return mIsTakingPicture;
    }
}

当mIsTakingPicture 设置为true 而不是false 时，为什么不使用锁阻止UI？我检查了Java documentation on intrinsic locks and synchronization 并没有找到任何可以解释的东西。我也看过这些 SO 问题，但没有一个回答我的问题：

• Android :UI Thread Blocked
• Thread blocks my Android UI
• Thread blocking UI in android
• Android asynchronous post blocks UI thread
• Android UI Thread Block when calling AsynchTask.get()
• load textures into a thread blocks the mainUI in android

编辑： Here 是 ANR 的日志。前两行表明线程挂起等待锁，从第 216 行看，似乎测试线程确实在某个时间点获得了锁。从 thread_list.cc 的第 161 行开始，操作系统尝试获取两个不同的互斥锁，但我不确定它们是否与问题有关。

Answer 1

首先，确保您甚至可以在 UI 线程之外使用相机 API。除非明确记录您可以，否则您应该假设您不能。 Android 的 API 大多设计为在 UI 线程中调用。

其次，Java 中的线程安全不仅仅是原子性；您还必须担心能见度。工作线程可能看不到对mTestingCameraSpeed 的写入，除非您将其设为volatile 或同步读取和写入。同样，同步读取mIsTakingPicture 是没有意义的，除非您也同步​​写入。 （或者再次，设为volatile。）

第三，您所描述的问题没有任何意义，因此它实际上可能是由上述问题之一引起的。

假设您使用的是Camera#takePicture(...)，我建议您使用其中一个回调来开始拍摄下一张照片。这应该会给你最大的实用率。

编辑：mThread.getLooper() 在调用mThread.start() 后应该不可能返回null，而且我不确定如果这样做会发生什么。所以这只是在黑暗中的一个镜头。但是尝试改变这个：

    mThread.start();
    mThreadHandler = new Handler(mThread.getLooper());

...到这个：

    mThread.start();
    Looper looper = mThread.getLooper();
    Log.d("DERP", "looper is " + looper);
    mThreadHandler = new Handler(looper);

Answer 2

所有变量的读取和写入都必须同步。除非该读取是同步的，否则不能保证读取反映变量的当前值，即使该变量被标记为 volatile。

Goetz 关于并发的书对同步非常清楚：如果有疑问，请同步。如果你还没有这本书，这篇文章会有所帮助：http://www.javaworld.com/article/2075692/java-concurrency/avoid-synchronization-deadlocks.html

也就是说：

一般来说，您应该在阅读任何内容时进行同步 以前可能由其他人编写的变量 线程，或者每当您编写任何可能的变量时 随后被另一个线程读取。