Android中AsyncTask的入门使用学习指南

前言

asynctask异步任务，用于执行耗时任务并在ui线程中更新结果。

我们都知道，android ui线程中不能执行耗时的任务，否则就会出现anr。对于耗时的操作就需要放到子线程中操作，操作完成后需要通知ui线程进行更新等操作，这就需要android的异步消息机制（创建一个message对象，使用handler发送出去，然后在handler的handlemessage()方法中获得刚才发送的message对象，然后在这里进行ui操作）。

不过本文要说的是asynctask，其实早在android 1.5版本就引入这个类，所以我知道大多数人对它的用法都已经非常熟悉了。基本用法在网上搜搜就有很多教程，然而，在使用时，仍需要注意其潜在的问题以及缺陷。

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asynctask 简单使用

public class mainactivity extends appcompatactivity implements view.onclicklistener {

 private static final string tag = "mainactivity";
 private progressdialog mdialog;
 private asynctask masynctask;

 @override
 protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
  super.oncreate(savedinstancestate);
  setcontentview(r.layout.activity_main);

  mdialog = new progressdialog(this);
  mdialog.setmax(100);
  mdialog.setprogressstyle(progressdialog.style_horizontal);
  mdialog.setcancelable(false);
  masynctask = new myasynctask();

  findviewbyid(r.id.tv).setonclicklistener(this);
 }

 @override
 public void onclick(view view) {
  masynctask.execute();
 }

 private class myasynctask extends asynctask<void, integer, void> {

  @override
  protected void onpreexecute() {
   mdialog.show();
   log.e(tag, thread.currentthread().getname() + " onpreexecute ");
  }

  @override
  protected void doinbackground(void... params) {

   // 模拟数据的加载,耗时的任务
   for (int i = 0; i < 100; i++) {
    try {
     thread.sleep(80);
    } catch (interruptedexception e) {
     e.printstacktrace();
    }
    publishprogress(i);
   }

   log.e(tag, thread.currentthread().getname() + " doinbackground ");
   return null;
  }

  @override
  protected void onprogressupdate(integer... values) {
   mdialog.setprogress(values[0]);
   log.e(tag, thread.currentthread().getname() + " onprogressupdate ");
  }

  @override
  protected void onpostexecute(void result) {
   // 进行数据加载完成后的ui操作
   mdialog.dismiss();
   log.e(tag, thread.currentthread().getname() + " onpostexecute ");
  }
 }
}

如以上实例中，当ui线程中需求处理耗时的操作时，我们可以放在asynctask的doinbackground方法中执行，这个抽象的类，有几个方法需要我们重新，除了doinbackground，我们可以在onpreexecute中为这个耗时方法进行一些预处理操作，同时我们在onpostexecute中对ui进行更新操作。实例中的publishprogress对应的回调是onprogressupdate，这样可以实时更新ui，提供更好的用户体验。

asynctask 原理

asynctask主要有二个部分：一个是与主线的交互，另一个就是线程的管理调度。虽然可能多个asynctask的子类的实例，但是asynctask的内部handler和threadpoolexecutor都是进程范围内共享的，其都是static的，也即属于类的，类的属性的作用范围是classpath，因为一个进程一个vm，所以是asynctask控制着进程范围内所有的子类实例。

1、与主线程交互

与主线程交互是通过handler来进行的，因为本文主要探讨asynctask在任务调度方面的，所以对于这部分不做细致介绍，感兴趣的朋友可以继续去看asynctask的源码部分。

2、线程任务的调度

内部会创建一个进程作用域的线程池来管理要运行的任务，也就就是说当你调用了asynctask#execute()后，asynctask会把任务交给线程池，由线程池来管理创建thread和运行therad。对于内部的线程池不同版本的android的实现方式是不一样的：

asynctask 发展

接下来我们先简单的了解一下asynctask的历史

首先在android 3.0之前的版本，threadpool的限制是5个，线程的并发量是128个,阻塞队列长度10，也就是说超过138个则会抛出异常。因此我们在使用的时候，一定要主要这部分限制，正确的使用。

到了在android 3.0之后的，也许是google也意识到这个问题，对asynctask的api做了调整：

· execute()提交的任务，按先后顺序每次只运行一个也就是说它是按提交的次序，每次只启动一个线程执行一个任务，完成之后再执行第二个任务，也就是相当于只有一个后台线程在执行所提交的任务(executors.newsinglethreadpool() )。

· 新增了接口executeonexecutor()这个接口允许开发者提供自定义的线程池来运行和调度thread，如果你想让所有的任务都能并发同时运行，那就创建一个没有限制的线程池(executors.newcachedthreadpool() )，并提供给asynctask。这样这个asynctask实例就有了自己的线程池而不必使用asynctask默认的。

· 新增了二个预定义的线程池serial_executor和thread_pool_executor。其实thread_pool_executor并不是新增的，之前的就有，只不过之前(android 2.3)它是asynctask私有的，未公开而已。thread_pool_executor是一个corepoolsize为5的线程池，也就是说最多只有5个线程同时运行，超过5个的就要等待。所以如果使用executeonexecutor(asynctask.thread_pool_executor)就跟2.3版本的asynctask.execute()效果是一样的。而serial_executor是新增的，它的作用是保证任务执行的顺序，也就是它可以保证提交的任务确实是按照先后顺序执行的。它的内部有一个队列用来保存所提交的任务，保证当前只运行一个，这样就可以保证任务是完全按照顺序执行的，默认的execute()使用的就是这个，也就是executeonexecutor(asynctask.serial_executor)与execute()是一样的。

asynctask 源码简析

这里我们从asynctask的起点开始分析，主要有 execute() 、executeonexecutor() 。

public final asynctask<params, progress, result> execute(params... params) { 
  return executeonexecutor(sdefaultexecutor, params); 
} 
public final asynctask<params, progress, result> executeonexecutor(executor exec, 
   params... params) { 
  if (mstatus != status.pending) { 
   switch (mstatus) { 
    case running: 
     throw new illegalstateexception("cannot execute task:" 
       + " the task is already running."); 
    case finished: 
     throw new illegalstateexception("cannot execute task:" 
       + " the task has already been executed " 
       + "(a task can be executed only once)"); 
   } 
  } 
 
  mstatus = status.running; 
 
  onpreexecute(); 
 
  mworker.mparams = params; 
  exec.execute(mfuture); 
 
  return this; 
 } 

1. 从代码中可以看出，execute()其实也是通过执行executeonexecutor()方法，只是将其中的executor设置为默认值。
2. 在executeonexecutor()中将当前asynctask的状态为running，上面的switch也可以看出，每个异步任务在完成前只能执行一次。
3. 接下来就执行了onpreexecute() ，当前依然在ui线程，所以我们可以在其中做一些准备工作。
4. 将我们传入的参数赋值给了mworker.mparams
5. 最后exec.execute(mfuture)

相信大家对代码中出现的mworker，以及mfuture都会有些困惑。接下来我们来看看mworker找到这个类：

private static abstract class workerrunnable<params, result> implements callable<result> { 
  params[] mparams; 
} 

可以看到是callable的子类，且包含一个mparams用于保存我们传入的参数，下面看初始化mworker的代码：

  public asynctask() { 
  mworker = new workerrunnable<params, result>() { 
   public result call() throws exception { 
    mtaskinvoked.set(true); 
 
    process.setthreadpriority(process.thread_priority_background); 
    //noinspection unchecked 
    return postresult(doinbackground(mparams)); 
   } 
  }; 
 //...
 } 

可以看到mworker在构造方法中完成了初始化，并且因为是一个抽象类，在这里new了一个实现类，实现了call方法，call方法中设置mtaskinvoked=true，且最终调用doinbackground(mparams)方法，并返回result值作为参数给postresult方法.可以看到我们的doinbackground出现了，下面继续看：

private result postresult(result result) { 
  @suppresswarnings("unchecked") 
  message message = shandler.obtainmessage(message_post_result, 
    new asynctaskresult<result>(this, result)); 
  message.sendtotarget(); 
  return result; 
} 

可以看到postresult中出现了我们熟悉的异步消息机制，传递了一个消息message, message.what为message_post_result；message.object= new asynctaskresult(this,result);

private static class asynctaskresult<data> { 
  final asynctask mtask; 
  final data[] mdata; 
 
  asynctaskresult(asynctask task, data... data) { 
   mtask = task; 
   mdata = data; 
  } 
 } 

asynctaskresult就是一个简单的携带参数的对象。

看到这，我相信大家肯定会想到，在某处肯定存在一个shandler，且复写了其handlemessage方法等待消息的传入，以及消息的处理。

private static final internalhandler shandler = new internalhandler(); 
 private static class internalhandler extends handler { 
  @suppresswarnings({"unchecked", "rawuseofparameterizedtype"}) 
  @override 
  public void handlemessage(message msg) { 
   asynctaskresult result = (asynctaskresult) msg.obj; 
   switch (msg.what) { 
    case message_post_result: 
     // there is only one result 
     result.mtask.finish(result.mdata[0]); 
     break; 
    case message_post_progress: 
     result.mtask.onprogressupdate(result.mdata); 
     break; 
   } 
  } 
} 

这里出现了我们的handlemessage，可以看到，在接收到message_post_result消息时，执行了result.mtask.finish(result.mdata[0]);其实就是我们的asynctask.this.finish(result) ，于是看finish方法

private void finish(result result) { 
  if (iscancelled()) { 
   oncancelled(result); 
  } else { 
   onpostexecute(result); 
  } 
  mstatus = status.finished; 
 } 

可以看到，如果我们调用了cancel()则执行oncancelled回调；正常执行的情况下调用我们的onpostexecute(result);主要这里的调用是在handler的handlemessage中，所以是在ui线程中。最后将状态置为finished。

mwoker看完了，应该到我们的mfuture了，依然实在构造方法中完成mfuture的初始化，将mworker作为参数，复写了其done方法。

public asynctask() { 
 ... 
  mfuture = new futuretask<result>(mworker) { 
   @override 
   protected void done() { 
    try { 
     postresultifnotinvoked(get()); 
    } catch (interruptedexception e) { 
     android.util.log.w(log_tag, e); 
    } catch (executionexception e) { 
     throw new runtimeexception("an error occured while executing doinbackground()", 
       e.getcause()); 
    } catch (cancellationexception e) { 
     postresultifnotinvoked(null); 
    } 
   } 
  }; 
} 

任务执行结束会调用：postresultifnotinvoked(get());get()表示获取mworker的call的返回值，即result.然后看postresultifnotinvoked方法

private void postresultifnotinvoked(result result) { 
    final boolean wastaskinvoked = mtaskinvoked.get(); 
    if (!wastaskinvoked) { 
      postresult(result); 
    } 
} 

如果mtaskinvoked不为true，则执行postresult；但是在mworker初始化时就已经将mtaskinvoked为true，所以一般这个postresult执行不到。好了，到了这里，已经介绍完了execute方法中出现了mworker和mfurture，不过这里一直是初始化这两个对象的代码，并没有真正的执行。下面我们看真正调用执行的地方。execute方法中的：还记得上面的execute中的：exec.execute(mfuture)

exec为executeonexecutor(sdefaultexecutor, params)中的sdefaultexecutor

下面看这个sdefaultexecutor

private static volatile executor sdefaultexecutor = serial_executor; 
public static final executor serial_executor = new serialexecutor(); 
private static class serialexecutor implements executor { 
  final arraydeque<runnable> mtasks = new arraydeque<runnable>(); 
  runnable mactive; 
  public synchronized void execute(final runnable r) { 
   mtasks.offer(new runnable() { 
    public void run() { 
     try { 
      r.run(); 
     } finally { 
      schedulenext(); 
     } 
    } 
   }); 
   if (mactive == null) { 
    schedulenext(); 
   } 
  } 
  protected synchronized void schedulenext() { 
   if ((mactive = mtasks.poll()) != null) { 
    thread_pool_executor.execute(mactive); 
   } 
  } 
} 

可以看到sdefaultexecutor其实为serialexecutor的一个实例，其内部维持一个任务队列；直接看其execute（runnable runnable）方法，将runnable放入mtasks队尾；再判断当前mactive是否为空，为空则调用schedulenext。方法schedulenext，则直接取出任务队列中的队首任务，如果不为null则传入thread_pool_executor进行执行。下面看thread_pool_executor为何方神圣：

public static final executor thread_pool_executor 
   =new threadpoolexecutor(core_pool_size, maximum_pool_size, keep_alive, 
     timeunit.seconds, spoolworkqueue, sthreadfactory); 

可以看到就是一个自己设置参数的线程池，参数为：

private static final int core_pool_size = 5; 
private static final int maximum_pool_size = 128; 
private static final int keep_alive = 1; 
private static final threadfactory sthreadfactory = new threadfactory() { 
private final atomicinteger mcount = new atomicinteger(1); 
public thread newthread(runnable r) { 
  return new thread(r, "asynctask #" + mcount.getandincrement()); 
 } 
 }; 
private static final blockingqueue<runnable> spoolworkqueue = 
   new linkedblockingqueue<runnable>(10); 

看到这里，大家可能会认为，背后原来有一个线程池，且最大支持128的线程并发，加上长度为10的阻塞队列，可能会觉得就是在快速调用138个以内的asynctask子类的execute方法不会出现问题，而大于138则会抛出异常。其实不是这样的，我们再仔细看一下代码，回顾一下sdefaultexecutor，真正在execute()中调用的为sdefaultexecutor.execute：

private static class serialexecutor implements executor { 
  final arraydeque<runnable> mtasks = new arraydeque<runnable>(); 
  runnable mactive; 
  public synchronized void execute(final runnable r) { 
   mtasks.offer(new runnable() { 
    public void run() { 
     try { 
      r.run(); 
     } finally { 
      schedulenext(); 
     } 
    } 
   }); 
   if (mactive == null) { 
    schedulenext(); 
   } 
  } 
  protected synchronized void schedulenext() { 
   if ((mactive = mtasks.poll()) != null) { 
    thread_pool_executor.execute(mactive); 
   } 
  } 
} 

可以看到，如果此时有10个任务同时调用execute（s synchronized）方法，第一个任务入队，然后在mactive = mtasks.poll()) != null被取出，并且赋值给mactivte，然后交给线程池去执行。然后第二个任务入队，但是此时mactive并不为null，并不会执行schedulenext();所以如果第一个任务比较慢，10个任务都会进入队列等待；真正执行下一个任务的时机是，线程池执行完成第一个任务以后，调用runnable中的finally代码块中的schedulenext，所以虽然内部有一个线程池，其实调用的过程还是线性的。一个接着一个的执行，相当于单线程。

总结：

asynctask在并发执行多个任务时发生异常。其实还是存在的，在3.0以前的系统中还是会以支持多线程并发的方式执行，支持并发数也是我们上面所计算的128，阻塞队列可以存放10个；也就是同时执行138个任务是没有问题的；而超过138会马上出现java.util.concurrent.rejectedexecutionexception；而在在3.0以上包括3.0的系统中会为单线程执行（即我们上面代码的分析）

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。