綜述
在Android中，我們需要進行一些耗時的操作，會將這個操作放在子線程中進行。在子線程操作完成以后我們可以通過Handler進行發(fā)送消息，通知UI進行一些更新操作（具體使用及其原理可以查看Android的消息機制――Handler的工作過程這篇文章）。當然為了簡化我們的操作，在Android1.5以后為我們提供了AsyncTask類，它能夠?qū)⒆泳€程處理完成后的結(jié)果返回到UI線程中，之后我們便可以根據(jù)這些結(jié)果進行一列的UI操作了。
AsyncTask的使用方法
實際上AsyncTask內(nèi)部也就是對Handler和線程池進行了一次封裝。它是一個輕量級的異步任務(wù)類，它的后臺任務(wù)在線程池中進行。之后我們可以將任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果傳遞給主線程，這時候我們就可以在主線程中操作UI了。
AsyncTask他是一個抽象的泛型類，所以我們創(chuàng)建一個子類，來實現(xiàn)AsyncTask中的抽象方法。AsyncTask中提供了三個泛型參數(shù)，下面我們就來看一下這三個泛型參數(shù).
1. Params:在執(zhí)行AsyncTask時所傳遞的參數(shù)，該參數(shù)在后臺線程中使用。
2. Progress:后臺任務(wù)執(zhí)行進度的類型
3. Result:后臺任務(wù)執(zhí)行完成后返回的結(jié)果類型。
對于以上三個泛型參數(shù)我們不需要使用的時候，可以使用Void來代替。與Activity生命周期類似，在AsyncTask中也為我們提供了一些方法，我們通過重寫這幾個方法來完成整個異步任務(wù)。我們主要使用的方法有一下四個:
1. onPreExecute():該方法在異步任務(wù)工作之前執(zhí)行，主要用于一些參數(shù)或者UI的初始化操作。
2. doInBackground(Params… params):該方法在線程池中執(zhí)行，params參數(shù)表示異步任務(wù)時輸入的參數(shù)。在這個方法中我們通過publishProgress來通知任務(wù)進度。
3. onProgressUpdate(Progress… values):當后臺任務(wù)的進度發(fā)生改變的時候會調(diào)用該方法，我們可以再這個方法中進行UI的進度展示。values參數(shù)表示任務(wù)進度。
4. postResult(Result result):在異步任務(wù)完成之后執(zhí)行，result參數(shù)為異步任務(wù)執(zhí)行完以后所返回的結(jié)果。
在上面四個方法中只有doInBackground在子線程中運行，其余都三個方法都是在主線程中運行的。其中的…表示參數(shù)的數(shù)量不定，是一種數(shù)組類型的參數(shù)。
下面我們就來寫一個例子來看一下AsyncTask的用法，在這里我們就一個下載的功能，從網(wǎng)絡(luò)上下載兩個文件。我們先來看一下效果演示。
效果演示
代碼分析
由于我們做的下載任務(wù)，首先我們就得添加訪問網(wǎng)絡(luò)權(quán)限以及一些sd卡相關(guān)的權(quán)限。
<!-- 在SD卡中創(chuàng)建與刪除文件權(quán)限 --><uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"/><!-- 向SD卡寫入數(shù)據(jù)權(quán)限 --><uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/><!-- 授權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò) --><uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
下面我們來看一下Activity代碼。
package com.example.ljd.asynctask;import android.app.ProgressDialog;import android.os.AsyncTask;import android.os.Environment;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.Toast;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.net.HttpURLConnection;import java.net.URL;public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{ private DownloadAsyncTask mDownloadAsyncTask; private Button mButton; private String[] path = { "http://msoftdl.360.cn/mobilesafe/shouji360/360safesis/360MobileSafe_6.2.3.1060.apk", "http://dlsw.baidu.com/sw-search-sp/soft/7b/33461/freeime.1406862029.exe", }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mButton = (Button)findViewById(R.id.button); mButton.setOnClickListener(this); } @Override protected void onDestroy() { if (mDownloadAsyncTask != null){ mDownloadAsyncTask.cancel(true); } super.onDestroy(); } @Override public void onClick(View v) { mDownloadAsyncTask = new DownloadAsyncTask(); mDownloadAsyncTask.execute(path); } class DownloadAsyncTask extends AsyncTask<String,Integer,Boolean>{ private ProgressDialog mPBar; private int fileSize; //下載的文件大小 @Override protected void onPreExecute() { super.onPreExecute(); mPBar = new ProgressDialog(MainActivity.this); mPBar.setProgressNumberFormat("%1d KB/%2d KB"); mPBar.setTitle("下載"); mPBar.setMessage("正在下載，請稍后..."); mPBar.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL); mPBar.setCancelable(false); mPBar.show(); } @Override protected Boolean doInBackground(String... params) { //下載圖片 for (int i=0;i<params.length;i++){ try{ if(Environment.getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)){ URL url = new URL(params[i]); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); //設(shè)置超時時間 conn.setConnectTimeout(5000); //獲取下載文件的大小 fileSize = conn.getContentLength(); InputStream is = conn.getInputStream(); //獲取文件名稱 String fileName = path[i].substring(path[i].lastIndexOf("/") + 1); File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), fileName); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is); byte[] buffer = new byte[1024]; int len ; int total = 0; while((len =bis.read(buffer))!=-1){ fos.write(buffer, 0, len); total += len; publishProgress(total); fos.flush(); } fos.close(); bis.close(); is.close(); } else{ return false; } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); return false; } } return true; } @Override protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) { super.onPostExecute(aBoolean); mPBar.dismiss(); if (aBoolean){ Toast.makeText(MainActivity.this,"下載完成",Toast.LENGTH_SHORT).show(); } else { Toast.makeText(MainActivity.this,"下載失敗",Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } @Override protected void onProgressUpdate(Integer... values) { super.onProgressUpdate(values); mPBar.setMax(fileSize / 1024); mPBar.setProgress(values[0]/1024); } }}在以上代碼中有幾點我們需要注意一下。
1. AsyncTask中的execute方法必須在主線程中執(zhí)行。
2. 每個AsyncTask對象只能執(zhí)行一次execute方法。
3. 當我們的Activity銷毀的時候需要進行取消操作，其中boolean型的參數(shù)mayInterruptIfRunning表示是否中斷后臺任務(wù)。
最后的布局代碼就很簡單了，只有一個Button而已。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:padding="@dimen/activity_vertical_margin" android:orientation="vertical" tools:context="com.example.ljd.asynctask.MainActivity"> <Button android:id="@+id/button" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="download"/></LinearLayout>
這里還有一點需要說明一下，由于在不同的Android版本中對AsyncTask進行了多次修改，所以當我們通過多個AsyncTask對象執(zhí)行多次execute方法的時候，它們執(zhí)行順序是串行還是并行根據(jù)系統(tǒng)不同的版本而出現(xiàn)差異，這里就不再具體分析。
AsyncTask源碼分析
在這里我們采用Android6.0中的AsyncTask源碼進行分析，對于不同系統(tǒng)的AsyncTask代碼會有一定的差異。當創(chuàng)建一個AsyncTask對象以后我們便可以通過execute方法來執(zhí)行整個任務(wù)。那就在這里首先看一下execute方法中的代碼。
@MainThreadpublic final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) { return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);}可以看到這個execute方法中的代碼是如此的簡單，只是執(zhí)行了executeOnExecutor方法并返回AsyncTask對象。下面我們就來看一下executeOnExecutor這個方法。
@MainThreadpublic 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;} 在這個方法內(nèi)我們首先對AsyncTask所執(zhí)行的狀態(tài)進行判斷。如果AsyncTask正在執(zhí)行任務(wù)或者任務(wù)已經(jīng)知己完成就會給我們拋出異常，也就解釋上面所說的每個AsyncTask對象只能執(zhí)行一次execute方法。緊接著將當前任務(wù)狀態(tài)修改為正在運行以后便開始執(zhí)行onPreExecute方法。這也說明了在上面我們重寫的四個方法中onPreExecute方法最先指向的。下面我們在看一下mWorker和mFuture這兩個全局變量。
mFuture是FutureTask對象，而mWorker是WorkerRunnable對象，WorkerRunnable是AsyncTask中的一個實現(xiàn)Callable接口的抽象內(nèi)部類，在WorkerRunnable中只定義了一個Params[]。
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;private final FutureTask<Result> mFuture;......private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> { Params[] mParams;}mFuture和mWorker是在AsyncTask的構(gòu)造方法中初始化的。我們看一下AsyncTask的構(gòu)造方法。
public AsyncTask() { mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { public Result call() throws Exception { mTaskInvoked.set(true); Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); //noinspection unchecked Result result = doInBackground(mParams); Binder.flushPendingCommands(); return postResult(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); } } };}在這里首先創(chuàng)建一個WorkerRunnable對象mWorker，并且實現(xiàn)了Callable接口的call方法，對于這個call方面里面的內(nèi)容在后面會進行詳細說明。然后我們再通過mWorker，創(chuàng)建一個FutureTask對象mFuture，并且重寫里面的done方法，當我們調(diào)用AsyncTask里面的cancel方法時，在FutureTask中會調(diào)用這個done方法。在這里介紹完mWorker和mFuture后我們再回過頭來看executeOnExecutor方法。在這里通過我們傳入的params參數(shù)初始化了mWorker中的mParams。而下面的exec則是在execute里面?zhèn)魅氲膕DefaultExecutor，并且執(zhí)行sDefaultExecutor的execute方法。下面我們再來看一下這個sDefaultExecutor對象。
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;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>(128);public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();......private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;......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); } }} 在這里首先整體介紹一下這段代碼。這段代碼的主要功能就是創(chuàng)建了兩個線程池SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR。SerialExecutor線程池用于對任務(wù)的排隊，而THREAD_POOL_EXECUTOR則是用來執(zhí)行任務(wù)。而sDefaultExecutor就是SerialExecutor線程池。
我們進入SerialExecutor代碼中看一下里面的內(nèi)容。SerialExecutor中的execute方法內(nèi)的參數(shù)Runnable就是我們傳入的mFuture。在execute方法中創(chuàng)建了一個Runnable對象，并將該隊列插入對象尾部。這個時候如果是第一次執(zhí)行任務(wù)。mActive必然為null，這時候便調(diào)用scheduleNext方法從隊列中取出Runnable對象，并且通過THREAD_POOL_EXECUTOR線程池執(zhí)行任務(wù)。我們可以看到在隊列中的Runnable的run方法中首先執(zhí)行mFuture中的run方法，執(zhí)行完之后又會調(diào)用scheduleNext方法，從隊列中取出Runnable執(zhí)行，直到所有的Runnable執(zhí)行完為止。下面就來看一下在線城池中是如何執(zhí)行這個Runnable的。從上面代碼可以看出，在線城池中執(zhí)行Runnable其實最核心的部分還是執(zhí)行mFuture的run方法。那就來看一下這個mFuture中的run方法。
public void run() { if (state != NEW || !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread())) return; try { Callable<V> c = callable; if (c != null && state == NEW) { V result; boolean ran; try { result = c.call(); ran = true; } catch (Throwable ex) { result = null; ran = false; setException(ex); } if (ran) set(result); } } finally { // runner must be non-null until state is settled to // prevent concurrent calls to run() runner = null; // state must be re-read after nulling runner to prevent // leaked interrupts int s = state; if (s >= INTERRUPTING) handlePossibleCancellationInterrupt(s); }}在這個方法中的callable對象就是我們AsyncTask中的mWorker對象。在這里面也正是執(zhí)行mWorker中的call方法來完成一些耗時任務(wù)，于是我們就能想到我重寫的doInBackground應(yīng)該就在這個call方法中執(zhí)行了。現(xiàn)在再回到AsyncTask的構(gòu)造方法中看一下這個mWorker中的call方法。
public Result call() throws Exception { mTaskInvoked.set(true); Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); //noinspection unchecked Result result = doInBackground(mParams); Binder.flushPendingCommands(); return postResult(result);}這里我們很清楚的看到它執(zhí)行我們重寫的doInBackground方法，并且將返回的結(jié)果傳到postResult方法中。下面就在看一下這個postResult方法。
private Result postResult(Result result) { @SuppressWarnings("unchecked") Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<Result>(this, result)); message.sendToTarget(); return result;}對與這個postResult方法里面也就是在我們子線程的任務(wù)處理完成之后通過一個Handler對象將Message發(fā)送到主線程中，并且交由主線程處理。AsyncTaskResult對象中存放的是子線程返回的結(jié)果以及當前AsyncTask對象。下面再看一下這和Handler中所處理了哪些事情。
private static class InternalHandler extends Handler { public InternalHandler() { super(Looper.getMainLooper()); } @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; } }}可以看到在這個Handler的handleMessage中會接受到兩種Message。在MESSAGE_POST_PROGRESS這個消息中主要是通過publishProgress方法將子線程執(zhí)行的進度發(fā)送到主線程中并且通過onProgressUpdate方法來更新進度條的顯示。在MESSAGE_POST_RESULT這個消息中通過當前的AsyncTask對象調(diào)用了finish方法，那么就來看一下這個finish方法。
private void finish(Result result) { if (isCancelled()) { onCancelled(result); } else { onPostExecute(result); } mStatus = Status.FINISHED;}這時候就可以看出若是我們?nèi)∠薃syncTask的話就不在執(zhí)行onPostExecute方法，而是執(zhí)行onCancelled方法，所以我們可以通過重寫onCancelled方法來執(zhí)行取消時我們需要處理的一些操作。當然若是AsyncTask沒有被取消，這時候就回執(zhí)行onPostExecute方法。到這里整個AsyncTask任務(wù)也就完成了。
總結(jié)
在上面的SerialExecutor線程池中可以看出，當有多個異步任務(wù)同時執(zhí)行的時候，它們執(zhí)行的順序是串行的，會按照任務(wù)創(chuàng)建的先后順序進行一次執(zhí)行。如果我們希望多個任務(wù)并發(fā)執(zhí)行則可以通過AsyncTask中的setDefaultExecutor方法將線程池設(shè)為THREAD_POOL_EXECUTOR即可。
對于AsyncTask的在不同版本之間的差異不得不提一下。在Android1.6，AsyncTask采用的是串行執(zhí)行任務(wù)，在Android1.6的時候采用線程池處理并行任務(wù)，而在3.0以后才通過SerialExecutor線程池串行處理任務(wù)。在Android4.1之前AsyncTask類必須在主線程中，但是在之后的版本中就被系統(tǒng)自動完成。而在Android5.0的版本中會在ActivityThread的main方法中執(zhí)行AsyncTask的init方法，而在Android6.0中又將init方法刪除。所以在使用這個AsyncTask的時候若是適配更多的系統(tǒng)的版本的話，使用的時候就要注意了。
源碼下載：https://github.com/lijiangdong/asynctask-example
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