AsyncTask异步

程序员文章站 2024-01-28 09:17:28

...

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后会把执行的进度和最终结果传递给主线程并更新UI。从实现上来说，AsyncTask内部封装了Thread和Handler，通过AsyncTask可以更加方便的执行后台任务以及在主线程中访问UI，但AsyncTask并不适合非常耗时的后台任务，对于特别耗时的任务，建议使用线程池。

AsyncTask本身是一个抽象的泛型类，它提供了Params、Progress、Result 三个泛型参数，其类声明如下：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {……}

由类声明可以看出AsyncTask抽象类确实定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result，它们分别含义如下：

Params ：表示参数的类型（简单来说就是异步任务所需要到的参数）
Progress ：表示后台任务执行的百分比或者进度（简单来说就是就是ijindu回调用）
Result ：后台执行任务最终返回的结果类型（简单来说就是结果回调用）

如果AsyncTask不需要传递具体参数，那么这三个泛型参数可以使用Void代替。现在我们创建一个自定义的AsyncTask，并对使用中要注意到的一些关键事项做说明。
AsyncTask后面的三个参数作用说明：

第一个参数：对应DoInBackground方法里面的参数类型；
第二个参数：对应onProgressUpdate方法里面的参数类型；
第三个参数：对应doInBackground方法的返回值以及onPostExecute方法的参数

现在来看看他的源码及简单执行：

public class CustomAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, Bitmap> {
	public UpdateUI updateUI;
    public CustomAsyncTask(UpdateUI mUpdateUI){
        updateUI = mUpdateUI;
    }
    /**
     * onPreExecute：选择性覆写的方法
     * 在主线程中执行,在异步任务执行之前,该方法将会被调用一般用来在执行后台任务前对UI做一些标记和准备工作，如在界面上显示一个进度条。
     */
    @Override
    protected void onPreExecute() {
        super.onPreExecute();
    }
    /**
     * 抽象方法，必须实现，在线程池中被调用，耗时的异步任务就在该方法里面执行
     * 将在onPreExecute方法执行后执行。其参数是一个可变类型，表示异步任务的输入参数，在该方法中还可通过publishProgress(Progress… values)
     * 来更新实时的任务进度，而publishProgress方法则会调用onProgressUpdate方法。
     * 此外doInBackground方法会将计算的返回结果传递给onPostExecute方法。
	 * 原本的泛型方法是这样的：doInBackground(Params...params)
     * @return
     */
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(String... strings) {
        //TODO：一步任务的具体逻辑在这里实现
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            URL imageurl = new URL(strings[0]);
            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)imageurl.openConnection();
            conn.setDoInput(true);
            conn.connect();
            InputStream is = conn.getInputStream();
            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
            is.close();
        }catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return bitmap;
    }
    /**
     * onProgressUpdate选择性覆写的方法
     * 在主线程中执行，当后台任务的执行进度发生改变的时候此方法会被调用。原本的泛型方法是这样的：onProgressUpdate(Progress... values)
     * 当该方法在父类的publishProgress(Progress… values)方法被调用后执行，一般用于更新UI进度，如更新进度条的当前进度。
     */
    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
        super.onProgressUpdate(values);
        Log.e("TAGTAG", "onProgressUpdate下载进度： " + values );
    }
    /**
     * 选择性覆写的方法，在主线程中执行
     * 在doInBackground执行完成后，被UI线程调用，原本的泛型方法是这样的：onPostExecute (Result... result)
     * doInBackground方法的返回值将作为此方法的参数传递到UI线程中，并执行一些UI更新的相关操作。
     */
    @Override
    protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
        super.onPostExecute(bitmap);
        if (null != updateUI){
            updateUI.UpdateProgressBar(bitmap);
        }
    }
    /**
     * onCancelled是可以选择性覆写的方法
     * 在主线程中执行，mAsyncTask .cancel(true)的方式调用
     * 当异步任务被取消时,该方法将被调用,要注意的是这个时候onPostExecute将不会被执行
     */
    @Override
    protected void onCancelled() {
        super.onCancelled();
    }
    public interface UpdateUI {
        void UpdateProgressBar(Bitmap bitmap);
    }
}

在activity中使用AsyncTask的时候要注意一下几点必须遵守的规则:

————AsyncTask的实例必须在主线程（UI线程）中创建（因为AsyncTask在构造方法中完成Handler的创建——获取到主线程的Looper对象，所以必须是在主线程里面完成AsyncTask的初始化，否则后面通过Handler回调通信失败），execute方法也必须在主线程中调用；
————不要在程序中直接的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result)，doInBackground(Params…), onProgressUpdate(Progress…)这几个方法
————不能在doInBackground(Params… params)中更新UI
————一个AsyncTask对象只能被执行一次，也就是execute方法只能调用一次，多次调用将会抛出异常

在activity中的使用方式很简单：

public class RecyclerViewActivity extends BaseActivity implements CustomAsyncTask.UpdateUI {
    private static String DOWNLOAD_FILE_JPG_URL = "http://img4.imgtn.bdimg.com/it/u=68625945,479175229&fm=26&gp=0.jpg";
    	private ImageView ivImage;
    	private CustomAsyncTask downLoadAsyncTask;
    	@Override
    	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_recycler_view);
        ivImage = findViewById(R.id.ivImage);
        downLoadAsyncTask = new CustomAsyncTask(this);
        findViewById(R.id.downloadBtn).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                downLoadAsyncTask.execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
            }
        });
    }
    @Override
    public void UpdateProgressBar(Bitmap bitmap) {
        ivImage.setImageBitmap(bitmap);
    }
}

现在我们从源码角度分析AsyncTask的运行：

我们使用AsyncTask的第一步是通过new关键字创建AsyncTask的对象，在构造方法中传值，这个没什么好说的。然后是通过对象调用. execute(Params… params)方法，在execute(Params… params)的源码里面我们可以看到，他直接调用了executeOnExecutor(Executor exec, Params… params)方法。这里仔细看方法的第一个参数：是Executor，它代表什么？代表的是线程池。这个我们后面细说，这里先提一下。executeOnExecutor()方法的源码如下：

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;
}

我们可以看到：

	首先，只有当mStatus!=Status.PENDING的时候，也就是任务尚未执行的状态下，异步任务才会被调用执行，否则抛出“Cannot execute task……”的异常。
	然后，改变mStatus = Status.RUNNING状态。
	紧接着，调用onPreExecute()方法，这也证明了我们前面所说的，onPreExecute()方法是最先被执行的，而且从执行的过程来看，到这一步，代码任务还是在主线程里面执行，并没有被切换到工作线程中去，所以onPreExecute()方法里面可以更新UI。
	再然后便是异步任务所需要的参数的赋值：mWorker.mParams = params。mWorker 是一个工作任务队列WorkerRunnable。mWorker.mParams这个参数最终被封装为FutureTask对象，而FutureTask对象本质上是一个Runnable角色的并发类。
	最后才是调用exec.execute(mFuture)开始执行异步任务，到了这一步，线程才被切换到工作线程。

这里我们再来说说Executor exec这个线程池接口对象，他是一个串行的线程池，一个进程中所有的AsyncTask全部在这个串行的线程池中排队执行。系统首先会把Params参数封装为WorkerRunnable对象，然后传给FutureTask，最后FutureTask对象被交给Executor的实现类的execute()方法去处理。如下：

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);
        }
    }
}

execute()方法会首先把FutureTask对象插入mTasks任务队列中去，如果这个时候没有正在活动的AsyncTask任务，那么就会调用scheduleNext()方法来执行异步任务AsyncTask。当AsyncTask把任务执行完后，会继续执行其他的任务直到所有的任务都被执行完为止。因此我们可以认为AsyncTask是串行执行的。

从前面的代码中我们可以得知：AsyncTask里面有两个线程池（Executor 的实现类SerialExecutor和Executor THREAD_POOL_EXECUTOR）和一个Handler（InternalHandler）。线程池SerialExecutor用于任务排队，THREAD_POOL_EXECUTOR才是真正用于异步任务执行，之所以还要一个这样的异步的执行队列，主要就是为了满足Android3.0以上系统的并发需求。而InternalHandler则主要是用于工作线程和UI线程之间的环境切换以及数据传递。

现在我们在回到AsyncTask初始的地方——构造方法。源码如下：

public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
    mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper() ? getMainHandler() : new Handler(callbackLooper);
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);
            Result result = null;
            try {
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
            } catch (Throwable tr) {
                mCancelled.set(true);
                throw tr;
            } finally {
                postResult(result);
            }
            return result;
        }
    };
    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 occurred while executing doInBackground()", e.getCause());
            } catch (CancellationException e) {
                postResultIfNotInvoked(null);
            }
        }
    };
}
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) {
            postResult(result);
        }
}
private Result postResult(Result result) {
	@SuppressWarnings("unchecked")
	Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
	message.sendToTarget();
	return result;
}

线程池主要完成两个功能：完成mWorker对象和mFuture对象的创建。FutureTask的run方法会调用mWorker的call()方法，因此mWorker的call()方法最终还是在工作线程里面执行的。在mWorker的call()方法中，首先执行的是mTaskInvoked.set(true)，表示当前任务已经被调用过了。接着是设置工作线程的优先等级。紧接着是执行doInBackground(mParams)并将结果返回给postResult()方法。

而postResult()方法里面主要是通过getHandler()获取一个handler对象，然后发送一条”MESSAGE_POST_RESULT”的消息（通过message.sendToTarget()的方式发出去的，sendToTarget()方法源码中的target实际上就是一个Handler）。这个handler有点特殊：

InternalHandler sHandler = null;
private static Handler getMainHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
            }
            return sHandler;
        }
}
private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }
        @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
}

从这里我们可以知道，InternalHandler是一个静态的单例，为了能够将执行环节切换到主线程，就必须保证InternalHandler必须在主线程中被创建。由于静态成员变量会在加载类（class文件）的时候就被初始化，因此这就变相要求AsyncTask的实现类必须在主线程中加载，否则同一个进程中的AsyncTask都将无法正常工作。InternalHandler收到MESSAGE_POST_RESULT标识的消息后就执行finish()方法：

result.mTask.finish(result.mData[0])

具体如下：

rivate void finish(Result result) {
    if (isCancelled()) {            
    	onCancelled(result);       
     } else {            
     	onPostExecute(result);        
     }
    mStatus = Status.FINISHED;
}

inish方法逻辑很简单，就是判断请求是否被取消，如果取消的话，就调用onCancelled()方法，否则执行onPostExecute()方法，而onPostExecute()方法的参数正是doInBackground的返回结果，在这里我们可以通过回调去更新UI。到这里AsyncTask的工作过程分析完毕。

另外有一点需要注意：AsyncTask的execute方法是串行执行的，不能实现并发。如果要实现并发功能的话，要用到executeOnExecutor()方法，他的具体用法如下：

downLoadAsyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);

我们来验证一下：

private void syncAndAsync(){
    new CustomAsyncTask(this, "00001").execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "00002").execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "00003").execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "00004").execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "00005").execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "qqqqq").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "wwwww").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "eeeee").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "rrrrr").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
    new CustomAsyncTask(this, "ttttt").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
}

执行结果如下：

AsyncTask异步
我们可以看到名称以“0000”开头的异步任务，执行都是按我们调用的顺序执行的。名称为字母的异步任务，执行顺序上，跟我们的调用顺序没有关联。这正好印证了我们上面的结论。

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