Android開發(fā)筆記之:AsyncTask的應用詳解

2020-02-21 17:32:15

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供稿：網(wǎng)友

AsyncTask是一個輕量級的異步任務類，它可以輕松地控制UI線程中后臺和后臺操作返回的結(jié)果，而無需使用線程和處理程序等組合進行切換，感興趣的朋友可以跟隨武林技術(shù)頻道小編的步伐來了解一下！

AsyncTask的介紹及基本使用方法

關(guān)于AsyncTask的介紹和基本使用方法可以參考官方文檔和《Android開發(fā)筆記之:深入理解多線程AsyncTask》這里就不重復。
AsyncTask引發(fā)的一個問題
上周遇到了一個極其詭異的問題，一個小功能從網(wǎng)絡上下載一個圖片，然后放到ImageView中，是用AsyncTask來實現(xiàn)的，本身邏輯也很簡單，僅是在doInBackground中用HTTP請求把圖片的輸入流取出，然后用BitmapFactory去解析，然后再把得到的Bitmap放到ImageView中。這個應用是用4.0的SDK開發(fā)的，也是運行在4.0上面的。但是有時候下載這張圖片去要用很久很久，甚至要等上幾分鐘。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)一個令人難以接受的事實：竟然是doInBackground()未及時執(zhí)行，也就是它并沒有在#execute()調(diào)用之后馬上執(zhí)行，而是等待了很久才得以執(zhí)行。
神馬情況，難道AsyncTask不是線程，難道不是異步，難道AsyncTask另有內(nèi)幕？
AsyncTask的內(nèi)幕
AsyncTask主要有二個部分：一個是與主線各的交互，另一個就是線程的管理調(diào)度。雖然可能多個AsyncTask的子類的實例，但是AsyncTask的內(nèi)部Handler和ThreadPoolExecutor都是進程范圍內(nèi)共享的，其都是static的，也即屬于類的，類的屬性的作用范圍是CLASSPATH，因為一個進程一個VM，所以是AsyncTask控制著進程范圍內(nèi)所有的子類實例。
與主線程交互
與主線程交互是通過Handler來進行的，因為本文主要探討AsyncTask在任務調(diào)度方面的，所以對于這部分不做細致介紹，感興趣的朋友可以去看AsyncTask的源碼
線程任務的調(diào)度
內(nèi)部會創(chuàng)建一個進程作用域的線程池來管理要運行的任務，也就就是說當你調(diào)用了AsyncTask#execute()后，AsyncTask會把任務交給線程池，由線程池來管理創(chuàng)建Thread和運行Therad。對于內(nèi)部的線程池不同版本的Android的實現(xiàn)方式是不一樣的：
Android2.3以前的版本，也即SDK/API 10和以前的版本
內(nèi)部的線程池限制是5個，也就是說同時只能有5個線程運行，超過的線程只能等待，等待前面的線程某個執(zhí)行完了才被調(diào)度和運行。換句話說，如果一個進程中的AsyncTask實例個數(shù)超過5個，那么假如前5個都運行很長時間的話，那么第6個只能等待機會了。這是AsyncTask的一個限制，而且對于2.3以前的版本無法解決。如果你的應用需要大量的后臺線程去執(zhí)行任務，那么你只能放棄使用AsyncTask，自己創(chuàng)建線程池來管理Thread，或者干脆不用線程池直接使用Thread也無妨。不得不說，雖然AsyncTask較Thread使用起來比較方便，但是它最多只能同時運行5個線程，這也大大局限了它的實力，你必須要小心的設計你的應用，錯開使用AsyncTask的時間，盡力做到分時，或者保證數(shù)量不會大于5個，否則就可能遇到上面提到的問題。要不然就只能使用JavaSE中的API了。

Android 3.0以后，也即SDK/API 11和以后的版本
可能是Google意識到了AsyncTask的局限性了，從Android 3.0開始對AsyncTask的API做出了一些調(diào)整：
1.#execute()提交的任務，按先后順序每次只運行一個
也就是說它是按提交的次序，每次只啟動一個線程執(zhí)行一個任務，完成之后再執(zhí)行第二個任務，也就是相當于只有一個后臺線程在執(zhí)行所提交的任務(Executors.newSingleThreadPool())。

2.新增了接口#executeOnExecutor()
這個接口允許開發(fā)者提供自定義的線程池來運行和調(diào)度Thread，如果你想讓所有的任務都能并發(fā)同時運行，那就創(chuàng)建一個沒有限制的線程池(Executors.newCachedThreadPool())，并提供給AsyncTask。這樣這個AsyncTask實例就有了自己的線程池而不必使用AsyncTask默認的。
3.新增了二個預定義的線程池SERIAL_EXECUTOR和THREAD_POOL_EXECUTOR
其實THREAD_POOL_EXECUTOR并不是新增的，之前的就有，只不過之前(Android 2.3)它是AsyncTask私有的，未公開而已。THREAD_POOL_EXECUTOR是一個corePoolSize為5的線程池，也就是說最多只有5個線程同時運行，超過5個的就要等待。所以如果使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)就跟2.3版本的AsyncTask.execute()效果是一樣的。

而SERIAL_EXECUTOR是新增的，它的作用是保證任務執(zhí)行的順序，也就是它可以保證提交的任務確實是按照先后順序執(zhí)行的。它的內(nèi)部有一個隊列用來保存所提交的任務，保證當前只運行一個，這樣就可以保證任務是完全按照順序執(zhí)行的，默認的execute()使用的就是這個，也就是executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR)與execute()是一樣的。
前面問題的解法
了解了AsyncTask的內(nèi)幕就知道了前面問題的原因：因為是4.0平臺，所以所有的AsyncTask并不都會運行在單獨的線程中，而是被SERIAL_EXECUTOR順序的使用線程執(zhí)行。因為應用中可能還有其他地方使用AsyncTask，所以到網(wǎng)絡取圖片的AsyncTask也許會等待到其他任務都完成時才得以執(zhí)行而不是調(diào)用executor()之后馬上執(zhí)行。
那么解決方法其實很簡單，要么直接使用Thread，要么創(chuàng)建一個單獨的線程池(Executors.newCachedThreadPool())。或者最簡單的解法就是使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)，這樣起碼不用等到前面的都結(jié)束了再執(zhí)行。
AsyncTask的使用注意事項
前面的文章曾建議使用AsyncTask而不是使用Thread，但是AsyncTask似乎又有它的限制，這就要根據(jù)具體的需求情況而選擇合適的工具，No Silver Bullet。下面是一些建議：
?改善你的設計，少用異步處理
線程的開銷是非常大的，同時異步處理也容易出錯，難調(diào)試，難維護，所以改善你的設計，盡可能的少用異步。對于一般性的數(shù)據(jù)庫查詢，少量的I/O操作是沒有必要啟動線程的。
?與主線程有交互時用AsyncTask，否則就用Thread
AsyncTask被設計出來的目的就是為了滿足Android的特殊需求：非主線程不能操作(UI)組件，所以AsyncTask擴展Thread增強了與主線程的交互的能力。如果你的應用沒有與主線程交互，那么就直接使用Thread就好了。
?當有需要大量線程執(zhí)行任務時，一定要創(chuàng)建線程池
線程的開銷是非常大的，特別是創(chuàng)建一個新線程，否則就不必設計線程池之類的工具了。當需要大量線程執(zhí)行任務時，一定要創(chuàng)建線程池，無論是使用AsyncTask還是Thread，因為使用AsyncTask它內(nèi)部的線程池有數(shù)量限制，可能無法滿足需求；使用Thread更是要線程池來管理，避免虛擬機創(chuàng)建大量的線程。比如從網(wǎng)絡上批量下載圖片，你不想一個一個的下，或者5個5個的下載，那么就創(chuàng)建一個CorePoolSize為10或者20的線程池，每次10個或者20個這樣的下載，即滿足了速度，又不至于耗費無用的性能開銷去無限制的創(chuàng)建線程。
?對于想要立即開始執(zhí)行的異步任務，要么直接使用Thread，要么單獨創(chuàng)建線程池提供給AsyncTask
默認的AsyncTask不一定會立即執(zhí)行你的任務，除非你提供給他一個單獨的線程池。如果不與主線程交互，直接創(chuàng)建一個Thread就可以了，雖然創(chuàng)建線程開銷比較大，但如果這不是批量操作就沒有問題。
?Android的開發(fā)沒有想像中那樣簡單，要多花心思和時間在代碼上和測試上面，以確信程序是優(yōu)質(zhì)的
附上相關(guān)資源：
使用自定義的CorePoolSize為7的Executor(Executors.newFixedThreadPool(7))：

使用未設限制的Executor(Executors.newCachedThreadPool())：

這些例子所用的代碼：

public class AsyncTaskDemoActivity extends Activity {
??? private static int ID = 0;
??? private static final int TASK_COUNT = 9;
??? private static ExecutorService SINGLE_TASK_EXECUTOR;
??? private static ExecutorService LIMITED_TASK_EXECUTOR;
??? private static ExecutorService FULL_TASK_EXECUTOR;

??? static {
??????? SINGLE_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newSingleThreadExecutor();
??????? LIMITED_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newFixedThreadPool(7);
??????? FULL_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newCachedThreadPool();
??? };

??? @Override
??? public void onCreate(Bundle icicle) {
??????? super.onCreate(icicle);
??????? setContentView(R.layout.asynctask_demo_activity);
??????? String title = "AsyncTask of API " + VERSION.SDK_INT;
??????? setTitle(title);
??????? final ListView taskList = (ListView) findViewById(R.id.task_list);
??????? taskList.setAdapter(new AsyncTaskAdapter(getApplication(), TASK_COUNT));
??? }

??? private class AsyncTaskAdapter extends BaseAdapter {
??????? private Context mContext;
??????? private LayoutInflater mFactory;
??????? private int mTaskCount;
??????? List<SimpleAsyncTask> mTaskList;

??????? public AsyncTaskAdapter(Context context, int taskCount) {
??????????? mContext = context;
??????????? mFactory = LayoutInflater.from(mContext);
??????????? mTaskCount = taskCount;
??????????? mTaskList = new ArrayList<SimpleAsyncTask>(taskCount);
??????? }

??????? @Override
??????? public int getCount() {
??????????? return mTaskCount;
??????? }
??????? @Override
??????? public Object getItem(int position) {
??????????? return mTaskList.get(position);
??????? }
??????? @Override
??????? public long getItemId(int position) {
??????????? return position;
??????? }
??????? @Override
??????? public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
??????????? if (convertView == null) {
??????????????? convertView = mFactory.inflate(R.layout.asynctask_demo_item, null);
??????????????? SimpleAsyncTask task = new SimpleAsyncTask((TaskItem) convertView);
??????????????? /*
???????????????? * It only supports five tasks at most. More tasks will be scheduled only after
???????????????? * first five finish. In all, the pool size of AsyncTask is 5, at any time it only
???????????????? * has 5 threads running.
???????????????? */
//??????????????? task.execute();
??????????????? // use AsyncTask#SERIAL_EXECUTOR is the same to #execute();
//??????????????? task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR);
??????????????? // use AsyncTask#THREAD_POOL_EXECUTOR is the same to older version #execute() (less than API 11)
??????????????? // but different from newer version of #execute()
//??????????????? task.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
??????????????? // one by one, same to newer version of #execute()
//??????????????? task.executeOnExecutor(SINGLE_TASK_EXECUTOR);
??????????????? // execute tasks at some limit which can be customized
//??????????????? task.executeOnExecutor(LIMITED_TASK_EXECUTOR);
??????????????? // no limit to thread pool size, all tasks run simultaneously
??????????????? task.executeOnExecutor(FULL_TASK_EXECUTOR);

??????????????? mTaskList.add(task);
??????????? }
??????????? return convertView;
??????? }
??? }

??? private class SimpleAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, Void> {
??????? private TaskItem mTaskItem;
??????? private String mName;

??????? public SimpleAsyncTask(TaskItem item) {
??????????? mTaskItem = item;
??????????? mName = "Task #" + String.valueOf(++ID);
??????? }

??????? @Override
??????? protected Void doInBackground(Void... params) {
??????????? int prog = 1;
??????????? while (prog < 101) {
??????????????? SystemClock.sleep(100);
??????????????? publishProgress(prog);
??????????????? prog++;
??????????? }
??????????? return null;
??????? }

??????? @Override
??????? protected void onPostExecute(Void result) {
??????? }

??????? @Override
??????? protected void onPreExecute() {
??????????? mTaskItem.setTitle(mName);
??????? }

??????? @Override
??????? protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
??????????? mTaskItem.setProgress(values[0]);
??????? }
??? }
}
class TaskItem extends LinearLayout {
??? private TextView mTitle;
??? private ProgressBar mProgress;

??? public TaskItem(Context context, AttributeSet attrs) {
??????? super(context, attrs);
??? }
??? public TaskItem(Context context) {
??????? super(context);
??? }

??? public void setTitle(String title) {
??????? if (mTitle == null) {
??????????? mTitle = (TextView) findViewById(R.id.task_name);
??????? }
??????? mTitle.setText(title);
??? }

??? public void setProgress(int prog) {
??????? if (mProgress == null) {
??????????? mProgress = (ProgressBar) findViewById(R.id.task_progress);
??????? }
??????? mProgress.setProgress(prog);
??? }
}

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
??? android:layout_width="match_parent"
??? android:layout_height="match_parent"
??? android:paddingLeft="10dip"
??? android:paddingRight="10dip"
??? android:orientation="vertical" >
??? <ListView android:id="@+id/task_list"
??????? android:layout_width="fill_parent"
??????? android:layout_height="wrap_content"
??????? android:divider="#cccccc"
??????? android:dividerHeight="0.6dip"
??????? android:footerDividersEnabled="true"
??????? android:headerDividersEnabled="true" />
</LinearLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
??? android:layout_width="match_parent"
??? android:layout_height="50dip"
??? android:gravity="center_vertical"
??? android:layout_gravity="center_vertical"
??? android:orientation="horizontal" >
??? <TextView android:id="@+id/task_name"
??????? android:layout_width="wrap_content"
??????? android:layout_height="wrap_content"
??????? android:textColor="#ffff00"
??????? android:textSize="26sp" />
??? <ProgressBar android:id="@+id/task_progress"
??????? android:layout_width="fill_parent"
??????? android:layout_height="15dip"
??????? android:max="100"
??????? style="@android:style/Widget.ProgressBar.Horizontal" />
</com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem >