详解Android中AsyncTask的使用方法

在android中实现异步任务机制有两种方式，handler和asynctask。

handler模式需要为每一个任务创建一个新的线程，任务完成后通过handler实例向ui线程发送消息，完成界面的更新，这种方式对于整个过程的控制比较精细，但也是有缺点的，例如代码相对臃肿，在多个任务同时执行时，不易对线程进行精确的控制。

为了简化操作，android1.5提供了工具类android.os.asynctask，它使创建异步任务变得更加简单，不再需要编写任务线程和handler实例即可完成相同的任务。

先来看看asynctask的定义：

public abstract class asynctask<params, progress, result> { 

三种泛型类型分别代表“启动任务执行的输入参数”、“后台任务执行的进度”、“后台计算结果的类型”。在特定场合下，并不是所有类型都被使用，如果没有被使用，可以用java.lang.void类型代替。

一个异步任务的执行一般包括以下几个步骤：

1.execute(params... params)，执行一个异步任务，需要我们在代码中调用此方法，触发异步任务的执行。

2.onpreexecute()，在execute(params... params)被调用后立即执行，一般用来在执行后台任务前对ui做一些标记。

3.doinbackground(params... params)，在onpreexecute()完成后立即执行，用于执行较为费时的操作，此方法将接收输入参数和返回计算结果。在执行过程中可以调用publishprogress(progress... values)来更新进度信息。

4.onprogressupdate(progress... values)，在调用publishprogress(progress... values)时，此方法被执行，直接将进度信息更新到ui组件上。

5.onpostexecute(result result)，当后台操作结束时，此方法将会被调用，计算结果将做为参数传递到此方法中，直接将结果显示到ui组件上。

在使用的时候，有几点需要格外注意：

1.异步任务的实例必须在ui线程中创建。

2.execute(params... params)方法必须在ui线程中调用。

3.不要手动调用onpreexecute()，doinbackground(params... params)，onprogressupdate(progress... values)，onpostexecute(result result)这几个方法。

4.不能在doinbackground(params... params)中更改ui组件的信息。

5.一个任务实例只能执行一次，如果执行第二次将会抛出异常。

接下来，我们来看看如何使用asynctask执行异步任务操作，我们先建立一个项目，结构如下：
结构相对简单一些，让我们先看看mainactivity.java的代码：

package com.scott.async; 
 
import java.io.bytearrayoutputstream; 
import java.io.inputstream; 
 
import org.apache.http.httpentity; 
import org.apache.http.httpresponse; 
import org.apache.http.httpstatus; 
import org.apache.http.client.httpclient; 
import org.apache.http.client.methods.httpget; 
import org.apache.http.impl.client.defaulthttpclient; 
 
import android.app.activity; 
import android.os.asynctask; 
import android.os.bundle; 
import android.util.log; 
import android.view.view; 
import android.widget.button; 
import android.widget.progressbar; 
import android.widget.textview; 
 
public class mainactivity extends activity { 
 
  private static final string tag = "async_task"; 
 
  private button execute; 
  private button cancel; 
  private progressbar progressbar; 
  private textview textview; 
 
  private mytask mtask; 
 
  @override 
  public void oncreate(bundle savedinstancestate) { 
    super.oncreate(savedinstancestate); 
    setcontentview(r.layout.main); 
 
    execute = (button) findviewbyid(r.id.execute); 
    execute.setonclicklistener(new view.onclicklistener() { 
      @override 
      public void onclick(view v) { 
        //注意每次需new一个实例,新建的任务只能执行一次,否则会出现异常 
        mtask = new mytask(); 
        mtask.execute("http://www.baidu.com"); 
 
        execute.setenabled(false); 
        cancel.setenabled(true); 
      } 
    }); 
    cancel = (button) findviewbyid(r.id.cancel); 
    cancel.setonclicklistener(new view.onclicklistener() { 
      @override 
      public void onclick(view v) { 
        //取消一个正在执行的任务,oncancelled方法将会被调用 
        mtask.cancel(true); 
      } 
    }); 
    progressbar = (progressbar) findviewbyid(r.id.progress_bar); 
    textview = (textview) findviewbyid(r.id.text_view); 
 
  } 
 
  private class mytask extends asynctask<string, integer, string> { 
    //onpreexecute方法用于在执行后台任务前做一些ui操作 
    @override 
    protected void onpreexecute() { 
      log.i(tag, "onpreexecute() called"); 
      textview.settext("loading..."); 
    } 
 
    //doinbackground方法内部执行后台任务,不可在此方法内修改ui 
    @override 
    protected string doinbackground(string... params) { 
      log.i(tag, "doinbackground(params... params) called"); 
      try { 
        httpclient client = new defaulthttpclient(); 
        httpget get = new httpget(params[0]); 
        httpresponse response = client.execute(get); 
        if (response.getstatusline().getstatuscode() == httpstatus.sc_ok) { 
          httpentity entity = response.getentity(); 
          inputstream is = entity.getcontent(); 
          long total = entity.getcontentlength(); 
          bytearrayoutputstream baos = new bytearrayoutputstream(); 
          byte[] buf = new byte[1024]; 
          int count = 0; 
          int length = -1; 
          while ((length = is.read(buf)) != -1) { 
            baos.write(buf, 0, length); 
            count += length; 
            //调用publishprogress公布进度,最后onprogressupdate方法将被执行 
            publishprogress((int) ((count / (float) total) * 100)); 
            //为了演示进度,休眠500毫秒 
            thread.sleep(500); 
          } 
          return new string(baos.tobytearray(), "gb2312"); 
        } 
      } catch (exception e) { 
        log.e(tag, e.getmessage()); 
      } 
      return null; 
    } 
 
    //onprogressupdate方法用于更新进度信息 
    @override 
    protected void onprogressupdate(integer... progresses) { 
      log.i(tag, "onprogressupdate(progress... progresses) called"); 
      progressbar.setprogress(progresses[0]); 
      textview.settext("loading..." + progresses[0] + "%"); 
    } 
 
    //onpostexecute方法用于在执行完后台任务后更新ui,显示结果 
    @override 
    protected void onpostexecute(string result) { 
      log.i(tag, "onpostexecute(result result) called"); 
      textview.settext(result); 
 
      execute.setenabled(true); 
      cancel.setenabled(false); 
    } 
 
    //oncancelled方法用于在取消执行中的任务时更改ui 
    @override 
    protected void oncancelled() { 
      log.i(tag, "oncancelled() called"); 
      textview.settext("cancelled"); 
      progressbar.setprogress(0); 
 
      execute.setenabled(true); 
      cancel.setenabled(false); 
    } 
  } 
} 

布局文件main.xml代码如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 
<linearlayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
  android:orientation="vertical" 
  android:layout_width="fill_parent" 
  android:layout_height="fill_parent"> 
  <button 
    android:id="@+id/execute" 
    android:layout_width="fill_parent" 
    android:layout_height="wrap_content" 
    android:text="execute"/> 
  <button 
    android:id="@+id/cancel" 
    android:layout_width="fill_parent" 
    android:layout_height="wrap_content" 
    android:enabled="false" 
    android:text="cancel"/> 
  <progressbar  
    android:id="@+id/progress_bar"  
    android:layout_width="fill_parent"  
    android:layout_height="wrap_content"  
    android:progress="0" 
    android:max="100" 
    style="?android:attr/progressbarstylehorizontal"/> 
  <scrollview 
    android:layout_width="fill_parent"  
    android:layout_height="wrap_content"> 
    <textview 
      android:id="@+id/text_view" 
      android:layout_width="fill_parent"  
      android:layout_height="wrap_content"/> 
  </scrollview> 
</linearlayout> 

因为需要访问网络，所以我们还需要在androidmanifest.xml中加入访问网络的权限：

<uses-permission android:name="android.permission.internet"/> 

我们来看一下运行时的界面：

以上几个截图分别是初始界面、执行异步任务时界面、执行成功后界面、取消任务后界面。执行成功后，整个过程日志打印如下：

如果我们在执行任务时按下了“cancel”按钮，日志打印如下：
可以看到oncancelled()方法将会被调用，onpostexecute(result result)方法将不再被调用。

上面介绍了asynctask的基本应用，有些朋友也许会有疑惑，asynctask内部是怎么执行的呢，它执行的过程跟我们使用handler又有什么区别呢？答案是：asynctask是对thread+handler良好的封装，在android.os.asynctask代码里仍然可以看到thread和handler的踪迹。下面就向大家详细介绍一下asynctask的执行原理。

我们先看一下asynctask的大纲视图：

我们可以看到关键几个步骤的方法都在其中，doinbackground(params... params)是一个抽象方法，我们继承asynctask时必须覆写此方法；onpreexecute()、onprogressupdate(progress... values)、onpostexecute(result result)、oncancelled()这几个方法体都是空的，我们需要的时候可以选择性的覆写它们；publishprogress(progress... values)是final修饰的，不能覆写，只能去调用，我们一般会在doinbackground(params... params)中调用此方法；另外，我们可以看到有一个status的枚举类和getstatus()方法，status枚举类代码段如下：

//初始状态 
private volatile status mstatus = status.pending; 
 
public enum status { 
  /** 
   * indicates that the task has not been executed yet. 
   */ 
  pending, 
  /** 
   * indicates that the task is running. 
   */ 
  running, 
  /** 
   * indicates that {@link asynctask#onpostexecute} has finished. 
   */ 
  finished, 
} 
 
/** 
 * returns the current status of this task. 
 * 
 * @return the current status. 
 */ 
public final status getstatus() { 
  return mstatus; 
} 

可以看到，asynctask的初始状态为pending，代表待定状态，running代表执行状态，finished代表结束状态，这几种状态在asynctask一次生命周期内的很多地方被使用，非常重要。

介绍完大纲视图相关内容之后，接下来，我们会从execute(params... params)作为入口，重点分析一下asynctask的执行流程，我们来看一下execute(params... params)方法的代码段：

public final asynctask<params, progress, result> execute(params... params) { 
  if (mstatus != status.pending) { 
    switch (mstatus) { 
      case running: 
        //如果该任务正在被执行则抛出异常 
        //值得一提的是,在调用cancel取消任务后,状态仍未running 
        throw new illegalstateexception("cannot execute task:" 
            + " the task is already running."); 
      case finished: 
        //如果该任务已经执行完成则抛出异常 
        throw new illegalstateexception("cannot execute task:" 
            + " the task has already been executed " 
            + "(a task can be executed only once)"); 
    } 
  } 
 
  //改变状态为running 
  mstatus = status.running; 
 
  //调用onpreexecute方法 
  onpreexecute(); 
 
  mworker.mparams = params; 
  sexecutor.execute(mfuture); 
 
  return this; 
} 

代码中涉及到三个陌生的变量：mworker、sexecutor、mfuture，我们也会看一下他们的庐山真面目：

关于sexecutor，它是java.util.concurrent.threadpoolexecutor的实例，用于管理线程的执行。代码如下：

private static final int core_pool_size = 5; 
private static final int maximum_pool_size = 128; 
private static final int keep_alive = 10; 
 
//新建一个队列用来存放线程 
private static final blockingqueue<runnable> sworkqueue = 
    new linkedblockingqueue<runnable>(10); 
//新建一个线程工厂 
private static final threadfactory sthreadfactory = new threadfactory() { 
  private final atomicinteger mcount = new atomicinteger(1); 
  //新建一个线程 
  public thread newthread(runnable r) { 
    return new thread(r, "asynctask #" + mcount.getandincrement()); 
  } 
}; 
//新建一个线程池执行器,用于管理线程的执行 
private static final threadpoolexecutor sexecutor = new threadpoolexecutor(core_pool_size, 
    maximum_pool_size, keep_alive, timeunit.seconds, sworkqueue, sthreadfactory); 

mworker实际上是asynctask的一个的抽象内部类的实现对象实例，它实现了callable<result>接口中的call()方法，代码如下：

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

而mfuture实际上是java.util.concurrent.futuretask的实例，下面是它的futuretask类的相关信息：

/** 
 * a cancellable asynchronous computation. 
 * ... 
 */ 
public class futuretask<v> implements runnablefuture<v> { 

public interface runnablefuture<v> extends runnable, future<v> { 
  /** 
   * sets this future to the result of its computation 
   * unless it has been cancelled. 
   */ 
  void run(); 
} 

可以看到futuretask是一个可以中途取消的用于异步计算的类。

下面是mworker和mfuture实例在asynctask中的体现：

private final workerrunnable<params, result> mworker; 
private final futuretask<result> mfuture; 
 
public asynctask() { 
  mworker = new workerrunnable<params, result>() { 
    //call方法被调用后,将设置优先级为后台级别,然后调用asynctask的doinbackground方法 
    public result call() throws exception { 
      process.setthreadpriority(process.thread_priority_background); 
      return doinbackground(mparams); 
    } 
  }; 
 
  //在mfuture实例中,将会调用mworker做后台任务,完成后会调用done方法 
  mfuture = new futuretask<result>(mworker) { 
    @override 
    protected void done() { 
      message message; 
      result result = null; 
 
      try { 
        result = 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) { 
        //发送取消任务的消息 
        message = shandler.obtainmessage(message_post_cancel, 
            new asynctaskresult<result>(asynctask.this, (result[]) null)); 
        message.sendtotarget(); 
        return; 
      } catch (throwable t) { 
        throw new runtimeexception("an error occured while executing " 
            + "doinbackground()", t); 
      } 
 
      //发送显示结果的消息 
      message = shandler.obtainmessage(message_post_result, 
          new asynctaskresult<result>(asynctask.this, result)); 
      message.sendtotarget(); 
    } 
  }; 
} 

我们看到上面的代码中，mfuture实例对象的done()方法中，如果捕捉到了cancellationexception类型的异常，则发送一条“message_post_cancel”的消息；如果顺利执行，则发送一条“message_post_result”的消息，而消息都与一个shandler对象关联。这个shandler实例实际上是asynctask内部类internalhandler的实例，而internalhandler正是继承了handler，下面我们来分析一下它的代码：

private static final int message_post_result = 0x1; //显示结果 
private static final int message_post_progress = 0x2;  //更新进度 
private static final int message_post_cancel = 0x3; //取消任务 
 
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 
        //调用asynctask.finish方法 
        result.mtask.finish(result.mdata[0]); 
        break; 
      case message_post_progress: 
        //调用asynctask.onprogressupdate方法 
        result.mtask.onprogressupdate(result.mdata); 
        break; 
      case message_post_cancel: 
        //调用asynctask.oncancelled方法 
        result.mtask.oncancelled(); 
        break; 
    } 
  } 
} 

我们看到，在处理消息时，遇到“message_post_result”时，它会调用asynctask中的finish()方法，我们来看一下finish()方法的定义：

private void finish(result result) { 
  if (iscancelled()) result = null; 
  onpostexecute(result); //调用onpostexecute显示结果 
  mstatus = status.finished; //改变状态为finished 
} 

原来finish()方法是负责调用onpostexecute(result result)方法显示结果并改变任务状态的啊。

另外，在mfuture对象的done()方法里，构建一个消息时，这个消息包含了一个asynctaskresult类型的对象，然后在shandler实例对象的handlemessage(message msg)方法里，使用下面这种方式取得消息中附带的对象：

asynctaskresult result = (asynctaskresult) msg.obj; 

这个asynctaskresult究竟是什么呢，它又包含什么内容呢？其实它也是asynctask的一个内部类，是用来包装执行结果的一个类，让我们来看一下它的代码结构：

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

看以看到这个asynctaskresult封装了一个asynctask的实例和某种类型的数据集，我们再来看一下构建消息时的代码：

//发送取消任务的消息 
message = shandler.obtainmessage(message_post_cancel, 
    new asynctaskresult<result>(asynctask.this, (result[]) null)); 
message.sendtotarget(); 

//发送显示结果的消息 
message = shandler.obtainmessage(message_post_result, 
     new asynctaskresult<result>(asynctask.this, result)); 
message.sendtotarget(); 

在处理消息时是如何使用这个对象呢，我们再来看一下：

result.mtask.finish(result.mdata[0]); 
result.mtask.onprogressupdate(result.mdata); 

概括来说，当我们调用execute(params... params)方法后，execute方法会调用onpreexecute()方法，然后由threadpoolexecutor实例sexecutor执行一个futuretask任务，这个过程中doinbackground(params... params)将被调用，如果被开发者覆写的doinbackground(params... params)方法中调用了publishprogress(progress... values)方法，则通过internalhandler实例shandler发送一条message_post_progress消息，更新进度，shandler处理消息时onprogressupdate(progress... values)方法将被调用；如果遇到异常，则发送一条message_post_cancel的消息，取消任务，shandler处理消息时oncancelled()方法将被调用；如果执行成功，则发送一条message_post_result的消息，显示结果，shandler处理消息时onpostexecute(result result)方法被调用。

经过上面的介绍，相信朋友们都已经认识到asynctask的本质了，它对thread+handler的良好封装，减少了开发者处理问题的复杂度，提高了开发效率，希望朋友们能多多体会一下。