实验目的
掌握Handler及Looper进行线程间消息通信的方式；
实验要求
使用Timer、TimerTask及Handler实现秒表计时器；
实验内容
本次实验需要实现如所示的秒表计时器App。 App主界面顶部为两个计时时间，分别为总计时时间和当前间隔；界面中部为所有间隔（计次、tick）计时时间列表； 底部包含三个操作按钮，分别为复位、开始（暂停）、间隔计时。
App启动后，用户点击开始按钮开始秒表计时，此时用户可点击底部最右侧的间隔计时按钮新增一次间隔计时记录，并且 App顶部的当前间隔计时时间清零；当用户点击暂停按钮时，秒表计时暂停，用户可点击底部最左侧的复位按钮清除所有 间隔计时记录，并复位秒表计时器。
要实现本实验App所要求的的功能，需要使用Timer计时器的schedule()方法定时运行某一TimerTask（计时器任务）， 在TimerTask中通过Handler向UI主线程发送消息，并由UI主线程处理消息更新显示计时时间及当前间隔的UI视图元素。
步骤一，创建新工程
打开Android Studio，新建名为GGTimer的工程。
步骤二，设置activity_main.xml布局
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
tools:context=".MainActivity">
<TextView
android:id="@+id/tv_timer"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/init_value"
android:textColor="@android:color/black"
android:textSize="64sp"
android:layout_marginTop="32dp"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
/>
<TextView
android:id="@+id/tv_interval"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/init_value"
android:textSize="32sp"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/tv_timer"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"/>
<ListView
android:id="@+id/lv_timer_log"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_marginTop="8dp"
android:scrollbars="none"
android:divider="@android:color/transparent"
app:layout_constraintBottom_toTopOf="@id/ib_play_pause"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/tv_interval" />
<ImageButton
android:id="@+id/ib_reset"
android:layout_width="32dp"
android:layout_height="32dp"
android:layout_marginStart="8dp"
android:layout_marginEnd="8dp"
android:background="@drawable/ic_replay_black_24dp"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/ib_play_pause"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toStartOf="@id/ib_play_pause"
app:layout_constraintTop_toTopOf="@+id/ib_play_pause" />
<ImageButton
android:id="@+id/ib_play_pause"
android:layout_width="60dp"
android:layout_height="60dp"
android:layout_marginTop="16dp"
android:layout_marginBottom="16dp"
android:background="@drawable/ic_play_circle_outline_black_24dp"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />
<ImageButton
android:id="@+id/ib_tick"
android:layout_width="32dp"
android:layout_height="32dp"
android:layout_marginStart="8dp"
android:layout_marginEnd="8dp"
android:background="@drawable/ic_alarm_black_24dp"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/ib_play_pause"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/ib_play_pause"
app:layout_constraintTop_toTopOf="@+id/ib_play_pause" />
</android.support.constraint.ConstraintLayout>
activity_main.xml所需使用到的stings.xml、colors.xml分别如下所示。
strings.xml文件：
<resources>
<string name="app_name">GGTimer</string>
<string name="init_value">00:00:00</string>
</resources>
colors.xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<color name="colorPrimary">#008577</color>
<color name="colorPrimaryDark">#00574B</color>
<color name="colorAccent">#D81B60</color>
<color name="divider">#1A000000</color>
</resources>
步骤三，定义TimerLogAdapter及TimerLog类
1. 定义TimerLog类
首先看TimerLog类，用于记录每一次用户按下【间隔计时】按钮时，间隔计时时间以及总计时时间戳。 这类记录用户每次按下时均需要记录，因此TimerLog类包含了两个成员变量（其单位均为毫秒）：
Long tick，表示秒表计时器开始工作以来的总计时时间戳；
Long interval，表示用户按下【间隔计时】后产生间隔计时周期时间戳；
TimerLog还包含了一个Integer类型的变量number用于记录其序号。此外，TimerLog类的 toString()方法进行了重写，调用了TimeUtils类的intervalToString()方法将Long类型的时间戳转换为字符串类型。
TimerLog类定义：
class TimerLog {
private Long tick;
private Integer number;
private Long interval;
private static Integer count = 0;
public TimerLog() {
this.tick = 0L;
this.interval = 0L;
this.number = ++count;
}
public TimerLog(Long tick, Long interval) {
this.tick = tick;
this.interval = interval;
this.number = ++count;
}
public Integer getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(Integer number) {
this.number = number;
}
public Long getInterval() {
return interval;
}
public void setInterval(Long interval) {
this.interval = interval;
}
@Override
public String toString() {
return TimeUtils.intervalToString(tick);
}
public String intervalToString() {
return TimeUtils.intervalToString(interval);
}
}
TimeUtils类定义：
public class TimeUtils {
public static String intervalToString(Long tick) {
String timeString;
if (tick < 0) {
tick = 0L;
}
Long seconds = tick / 1000;
Long millsec = tick % 1000/10;
Long mins = seconds / 60;
timeString = String.format("%02d:%02d:%02d",
mins, seconds%60, millsec);
return timeString;
}
}
2. 定义list_item.xml布局
list_item.xml布局用于ListView组件中显示每一组间隔计时时间记录信息，根据App运行效果图所示，需要显示的信息包括当前记录序号、当前记录间隔时间、以及当前记录对应的总时间戳等。其布局包含视图元素具体代码如下所示。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content">
<TextView
android:id="@+id/tv_number"
android:text="No. 1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
android:layout_marginTop="8dp"
android:layout_marginStart="8dp"
/>
<TextView
android:id="@+id/tv_interval_item"
android:text="Tick: "
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginTop="4dp"
app:layout_constraintStart_toStartOf="@id/tv_number"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/tv_number"/>
<TextView
android:id="@+id/tv_timestamp"
android:textSize="20sp"
android:text="@string/init_value"
android:textColor="@android:color/black"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_marginEnd="8dp"
android:layout_marginBottom="16dp"
android:layout_marginTop="16dp"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
/>
<View
android:id="@+id/divider"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="1dp"
android:layout_marginStart="8dp"
android:background="@color/divider"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>
3. 定义TimerLogAdapter类
public class TimerLogAdapter extends ArrayAdapter<TimerLog> {
private Context mContext;
private int resourceId;
private List<TimerLog> mLogData;
public TimerLogAdapter(@NonNull Context context,
int resource, List<TimerLog> data) {
super(context, resource, data);
this.mContext = context;
this.resourceId = resource;
this.mLogData = data;
}
@Override
public View getView(int position,
View convertView, ViewGroup parent) {
TimerLog log = getItem(position);
View view;
ViewHolder vh;
if (convertView == null) {
LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(mContex);
view = inflater.inflate(resourceId, parent , false);
vh = new ViewHolder();
vh.tvNumber = view.findViewById(R.id.tv_number);
vh.tvTimestamp = view.findViewById(R.id.tv_timestamp);
vh.tvTickItem = view.findViewById(R.id.tv_interval_item);
view.setTag(viewHolder);
} else {
view = convertView;
vh = (ViewHolder) view.getTag();
}
vh.tvNumber.setText("No. " + (log.getNumber()));
vh.tvTickItem.setText("Tick: " + log.intervalToString());
vh.tvTimestamp.setText(log.toString());
return view;
}
class ViewHolder {
TextView tvNumber;
TextView tvTimestamp;
TextView tvTickItem;
}
}
步骤四，修改MainActivity类定义
关于activity_main.xml中控件对应的类对象定义、TimerLogAdapter等类对象定义不再赘述。
1. 注册ibPlayPause、ibTick、ibReset三个ImageButton点击事件
在MainActivity中，定义了名为clickListener的View.OnClickListener接口对象，使用匿名类形式 对其进行初始化，在onClick()方法中对应的三个switch分支的作用分别是：
R.id.ib_play_pause分支，通过timerStatus布尔型变量判断App处于开始计时或暂停计时状态，从而调用startTimer()或stopTimer()方法；并使能或禁用【间隔计时】、【复位】按钮；
R.id.ib_reset分支，表示执行复位操作，清除掉ListView中的间隔计时记录，并清零总计时时间及间隔计时时间；
R.id.ib_tick分支，表示用户重新开始一次间隔计时，需要新增一条间隔计时记录；
2. 声明并初始化Handler对象
Handler对象用于向其所绑定(attach、实例化)的线程发送消息，消息进入对应线程的Message Queue(消息队列)， 并被对应线程的Looper进行处理。每个线程均对应一个Looper对象及一个Message Queue对象，但可拥有多个Handler对象。Android系统通过这个机制可以保证Handler对象发送的消息被对应线程的Looper进行处理。如果把A线程的Handler对象暴露给B线程，在B线程中通过Handler对象发送消息，则可实现线程间通信。
声明Handler对象，通常需要子类化Handler类并重写其handleMessage()方法。通常情况下使用匿名类形式对Handler对象进行初始化。handleMessage()方法在指定线程中进行执行，如果Handler对象在UI主线程进行初始化，则handlerMessage()方法将在主线程中执行。本实验正是通过这一机制，在TimerTask中运行子线程，并在子线程中调用UI主线程的Handler对象发送消息实现定时更新UI中的总计时时间及间隔计时时间等视图元素。
3. 定义startTimer()、stopTimer()方法
startTimer()通过Timer.schedule()方法启动TimerTask，该方法接受3个参数：
TimerTask t，需要实际执行的TimerTask对象；
long delay，需要延期delay毫秒执行TimerTask；
long period，间隔period毫秒后重复执行TimerTask；
TimerTask通常使用匿名类形式进行初始化，并需要重写其唯一的run()方法，在该方法内放入需要执行的代码端，这里仅调用UI主线程的Handler对象发送消息。
stopTimer()方法则只需要调用Timer.cancel()及TimerTask.cancel()方法即可。
4. 使用SoundPool增加音效效果
在很多App中，当用户触发某个操作或App出现新状态时，通常会使用短促的音效进行提醒。在Android框架中提供了SoundPool组件进行音频播放功能，SoundPool使用MediaPlayer进行音频流解码，与MediaPlayer相比，其操作状态图更为简单。SoundPool可指定同时播放的音频流数量（通过SoundPool.Builder.setMaxStreams()方法）、重复播放次数、播放速率等属性，主要适用于播放短音频文件。
在本实验中，秒表计时器开始工作时，可以播放指定的计时音频文件（该文件是从网上获取的音频文件），实现秒表计时音效效果。
首先，在Android Studio中导入准备好的计时音频文件，其名为tick.m4a。导入后该资源位于res/raw文件夹下。
其次，初始化SoundPool组件，在initData()方法中使用SoundPool.Builder类构造SoundPool对象。此外还需要通过AudioAttributes类对象设置音频播放属性行为，包括：音频使用用途（通过setUsage()方法设置）、音频类型（通过setContentType()方法设置）等属性。AudioAttributes通过AudioAttributes.Builder类进行构造。完成SoundPool组件初始化后，通过其load()方法用于同步加载媒体资源，由于可以SoundPool可以同时播放多个音频文件，因此load()方法返回一个int型的参数表示音频流id，需要保存该该id以便后续对该音频流播放进行控制。
最后，在startTimer()、stopTimer()中调用SoundPool组件播放或暂停播放已加载的音频流。
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
...
private static final int TIMER = 1000;
private Long timestamp = 0L;
private Long interval = 0L;
private SoundPool mSoundPool;
private int mSoundId;
private int mStreamId = -1;
private Timer mTimer;
private TimerTask mTimerTask;
private Handler mHandler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case TIMER:
timestamp += 10;
interval += 10;
tvTimerNumber.setText(TimeUtils.intervalToString(timestamp));
tvInterval.setText(TimeUtils.intervalToString(interval));
break;
default:
break;
}
}
};
private View.OnClickListener clickListener = new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View view) {
switch (view.getId()) {
case R.id.ib_play_pause:
timerStatus = !timerStatus;
if (timerStatus) {
ibPlayPause.setBackground(
getDrawable(R.drawable.ic_pause_circle_outline_black_24dp));
startTimer();
} else {
ibPlayPause.setBackground(
getDrawable(R.drawable.ic_play_circle_outline_black_24dp));
stopTimer();
}
ibReset.setEnabled(!timerStatus);
ibTick.setEnabled(timerStatus);
break;
case R.id.ib_tick:
adapter.insert(new TimerLog(timestamp, interval), 0);
adapter.notifyDataSetChanged();
interval = 0L;
tvInterval.setText(TimeUtils.intervalToString(interval));
break;
case R.id.ib_reset:
ibReset.setEnabled(false);
timestamp = 0L;
interval = 0L;
tvTimerNumber.setText(TimeUtils.intervalToString(timestamp));
tvInterval.setText(TimeUtils.intervalToString(interval));
adapter.clear();
adapter.notifyDataSetChanged();
break;
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
initView();
initData();
}
private void initData() {
timeLogList = new ArrayList<TimerLog>();
adapter = new TimerLogAdapter(MainActivity.this,
R.layout.list_item, timeLogList);
lvTimeLog.setAdapter(adapter);
AudioAttributes audioAttributes = new AudioAttributes.Builder()
.setUsage(AudioAttributes.USAGE_MEDIA)
.setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)
.build();
mSoundPool = new SoundPool.Builder()
.setMaxStreams(1)
.setAudioAttributes(audioAttributes)
.build();
mSoundId = mSoundPool.load(MainActivity.this, R.raw.tick, 1);
}
private void initView() {
ibPlayPause = findViewById(R.id.ib_play_pause);
ibTick = findViewById(R.id.ib_tick);
ibReset = findViewById(R.id.ib_reset);
lvTimeLog = findViewById(R.id.lv_timer_log);
tvTimerNumber = findViewById(R.id.tv_timer);
tvInterval = findViewById(R.id.tv_interval);
ibPlayPause.setOnClickListener(clickListener);
ibTick.setOnClickListener(clickListener);
ibReset.setOnClickListener(clickListener);
ibTick.setEnabled(timerStatus);
}
private void startTimer() {
mTimer = new Timer();
mTimerTask = new TimerTask() {
@Override
public void run() {
mHandler.sendEmptyMessage(TIMER);
}
};
mTimer.schedule(mTimerTask, 0, 10);
if (mStreamId == -1) {
mStreamId = mSoundPool.play(mSoundId, 50, 50, 1, -1, 1);
} else {
mSoundPool.resume(mStreamId);
}
}
private void stopTimer() {
mTimer.cancel();
mTimerTask.cancel();
mSoundPool.pause(mStreamId);
}
}
步骤五，编译并运行App
编译并运行本项目，尝试点击【开始计时】、【间隔计时】、【复位】等按钮，看看App的逻辑是否正确。
实验小结
通过本次实验，你应该掌握了如下知识内容：
