android AsyncTask 详解

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。关于Handler的相关知识，前面也有所介绍，不清楚的朋友们可以参照一下。

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。

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。