android之AsyncTask 来了解其基本用法。

移动开发 2018-05-30 17:37:08 阅读次数: 6

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前言

什么是AsyncTask，相信搞过android开发的朋友们都不陌生。AsyncTask内部封装了Thread和Handler，可以让我们在后台进行计算并且把计算的结果及时更新到UI上，而这些正是Thread+Handler所做的事情，没错，AsyncTask的作用就是简化Thread+Handler，让我们能够通过更少的代码来完成一样的功能，这里，我要说明的是：AsyncTask只是简化Thread+Handler而不是替代，实际上它也替代不了。同时，AsyncTask从最开始到现在已经经过了几次代码修改，任务的执行逻辑慢慢地发生了改变，并不是大家所想象的那样：AsyncTask是完全并行执行的就像多个线程一样，其实不是的，所以用AsyncTask的时候还是要注意，下面会一一说明。另外本文主要是分析AsyncTask的源代码以及使用时候的一些注意事项，如果你还不熟悉AsyncTask，请先阅读android之AsyncTask 来了解其基本用法。

这里先给出AsyncTask的一个例子：


private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {  
     protected Long doInBackground(URL... urls) {  
         int count = urls.length;  
         long totalSize = 0;  
         for (int i = 0; i < count; i++) {  
             totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);  
             publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));  
             // Escape early if cancel() is called  
             if (isCancelled()) break;  
         }  
         return totalSize;  
     }  
  
     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {  
         setProgressPercent(progress[0]);  
     }  
  
     protected void onPostExecute(Long result) {  
         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");  
     }  
 }

使用AsyncTask的规则

  • AsyncTask的类必须在UI线程加载（从4.1开始系统会帮我们自动完成）
  • AsyncTask对象必须在UI线程创建
  • execute方法必须在UI线程调用
  • 不要在你的程序中去直接调用onPreExecute(), onPostExecute, doInBackground, onProgressUpdate方法
  • 一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报运行时异常
  • AsyncTask不是被设计为处理耗时操作的，耗时上限为几秒钟，如果要做长耗时操作，强烈建议你使用Executor，ThreadPoolExecutor以及FutureTask
  • 在1.6之前，AsyncTask是串行执行任务的，1.6的时候AsyncTask开始采用线程池里处理并行任务，但是从3.0开始，为了避免AsyncTask所带来的并发错误，AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务

AsyncTask到底是串行还是并行？

给大家做一下实验，请看如下实验代码：代码很简单，就是点击按钮的时候同时执行5个AsyncTask，每个AsyncTask休眠3s，同时把每个AsyncTask执行结束的时间打印出来，这样我们就能观察出到底是串行执行还是并行执行。

@Override  
public void onClick(View v) {  
    if (v == mButton) {  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#1").execute("");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#2").execute("");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#3").execute("");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#4").execute("");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#5").execute("");  
    }  
  
}  
  
private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
  
    private String mName = "AsyncTask";  
  
    public MyAsyncTask(String name) {  
        super();  
        mName = name;  
    }  
  
    @Override  
    protected String doInBackground(String... params) {  
        try {  
            Thread.sleep(3000);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return mName;  
    }  
  
    @Override  
    protected void onPostExecute(String result) {  
        super.onPostExecute(result);  
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
        Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
    }  
}
我找了2个手机，系统分别是4.1.1和2.3.3，按照我前面的描述，AsyncTask在4.1.1应该是串行的，在2.3.3应该是并行的，到底是不是这样呢？请看Log

Android 4.1.1上执行：从下面Log可以看出，5个AsyncTask共耗时15s且时间间隔为3s，很显然是串行执行的



Android 2.3.3上执行：从下面Log可以看出，5个AsyncTask的结束时间是一样的，很显然是并行执行


结论：从上面的两个Log可以看出，我前面的描述是完全正确的。下面请看源码，让我们去了解下其中的原理。

源码分析


/* 
 * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project 
 * 
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
 * you may not use this file except in compliance with the License. 
 * You may obtain a copy of the License at 
 * 
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
 * 
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
 * See the License for the specific language governing permissions and 
 * limitations under the License. 
 */  
  
package android.os;  
  
import java.util.ArrayDeque;  
import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
import java.util.concurrent.Callable;  
import java.util.concurrent.CancellationException;  
import java.util.concurrent.Executor;  
import java.util.concurrent.ExecutionException;  
import java.util.concurrent.FutureTask;  
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  
import java.util.concurrent.ThreadFactory;  
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
import java.util.concurrent.TimeoutException;  
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;  
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  
  
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {  
    private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";  
  
    //获取当前的cpu核心数  
    private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  
    //线程池核心容量  
    private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;  
    //线程池最大容量  
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;  
    //过剩的空闲线程的存活时间  
    private static final int KEEP_ALIVE = 1;  
    //ThreadFactory 线程工厂，通过工厂方法newThread来获取新线程  
    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {  
        //原子整数，可以在超高并发下正常工作  
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);  
  
        public Thread newThread(Runnable r) {  
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());  
        }  
    };  
    //静态阻塞式队列，用来存放待执行的任务，初始容量：128个  
    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =  
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);  
  
    /** 
     * 静态并发线程池，可以用来并行执行任务，尽管从3.0开始，AsyncTask默认是串行执行任务 
     * 但是我们仍然能构造出并行的AsyncTask 
     */  
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR  
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,  
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);  
  
    /** 
     * 静态串行任务执行器，其内部实现了串行控制， 
     * 循环的取出一个个任务交给上述的并发线程池去执行 
     */  
    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();  
    //消息类型：发送结果  
    private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;  
    //消息类型：更新进度  
    private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;  
    /**静态Handler，用来发送上述两种通知，采用UI线程的Looper来处理消息 
     * 这就是为什么AsyncTask必须在UI线程调用，因为子线程 
     * 默认没有Looper无法创建下面的Handler，程序会直接Crash 
     */  
    private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();  
    //默认任务执行器，被赋值为串行任务执行器，就是它，AsyncTask变成串行的了  
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;  
    //如下两个变量我们先不要深究，不影响我们对整体逻辑的理解  
    private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;  
    private final FutureTask<Result> mFuture;  
    //任务的状态 默认为挂起，即等待执行，其类型标识为易变的（volatile）  
    private volatile Status mStatus = Status.PENDING;  
    //原子布尔型，支持高并发访问，标识任务是否被取消  
    private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();  
    //原子布尔型，支持高并发访问，标识任务是否被执行过  
    private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();  
  
    /*串行执行器的实现，我们要好好看看，它是怎么把并行转为串行的 
     *目前我们需要知道，asyncTask.execute(Params ...)实际上会调用 
     *SerialExecutor的execute方法，这一点后面再说明。也就是说：当你的asyncTask执行的时候， 
     *首先你的task会被加入到任务队列，然后排队，一个个执行 
     */  
    private static class SerialExecutor implements Executor {  
        //线性双向队列，用来存储所有的AsyncTask任务  
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();  
        //当前正在执行的AsyncTask任务  
        Runnable mActive;  
  
        public synchronized void execute(final Runnable r) {  
            //将新的AsyncTask任务加入到双向队列中  
            mTasks.offer(new Runnable() {  
                public void run() {  
                    try {  
                        //执行AsyncTask任务  
                        r.run();  
                    } finally {  
                        //当前AsyncTask任务执行完毕后，进行下一轮执行，如果还有未执行任务的话  
                        //这一点很明显体现了AsyncTask是串行执行任务的，总是一个任务执行完毕才会执行下一个任务  
                        scheduleNext();  
                    }  
                }  
            });  
            //如果当前没有任务在执行，直接进入执行逻辑  
            if (mActive == null) {  
                scheduleNext();  
            }  
        }  
  
        protected synchronized void scheduleNext() {  
            //从任务队列中取出队列头部的任务，如果有就交给并发线程池去执行  
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {  
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);  
            }  
        }  
    }  
  
    /** 
     * 任务的三种状态 
     */  
    public enum Status {  
        /** 
         * 任务等待执行 
         */  
        PENDING,  
        /** 
         * 任务正在执行 
         */  
        RUNNING,  
        /** 
         * 任务已经执行结束 
         */  
        FINISHED,  
    }  
  
    /** 隐藏API：在UI线程中调用，用来初始化Handler */  
    public static void init() {  
        sHandler.getLooper();  
    }  
  
    /** 隐藏API：为AsyncTask设置默认执行器 */  
    public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {  
        sDefaultExecutor = exec;  
    }  
  
    /** 
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread. 
     */  
    public AsyncTask() {  
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
            public Result call() throws Exception {  
                mTaskInvoked.set(true);  
  
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
                //noinspection unchecked  
                return postResult(doInBackground(mParams));  
            }  
        };  
  
        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 occured while executing doInBackground()",  
                            e.getCause());  
                } catch (CancellationException e) {  
                    postResultIfNotInvoked(null);  
                }  
            }  
        };  
    }  
  
    private void postResultIfNotInvoked(Result result) {  
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();  
        if (!wasTaskInvoked) {  
            postResult(result);  
        }  
    }  
    //doInBackground执行完毕，发送消息  
    private Result postResult(Result result) {  
        @SuppressWarnings("unchecked")  
        Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  
        message.sendToTarget();  
        return result;  
    }  
  
    /** 
     * 返回任务的状态 
     */  
    public final Status getStatus() {  
        return mStatus;  
    }  
  
    /** 
     * 这个方法是我们必须要重写的，用来做后台计算 
     * 所在线程：后台线程 
     */  
    protected abstract Result doInBackground(Params... params);  
  
    /** 
     * 在doInBackground之前调用，用来做初始化工作 
     * 所在线程：UI线程 
     */  
    protected void onPreExecute() {  
    }  
  
    /** 
     * 在doInBackground之后调用，用来接受后台计算结果更新UI 
     * 所在线程：UI线程 
     */  
    protected void onPostExecute(Result result) {  
    }  
  
    /** 
     * Runs on the UI thread after {@link #publishProgress} is invoked. 
     /** 
     * 在publishProgress之后调用，用来更新计算进度 
     * 所在线程：UI线程 
     */  
    protected void onProgressUpdate(Progress... values) {  
    }  
  
     /** 
     * cancel被调用并且doInBackground执行结束，会调用onCancelled，表示任务被取消 
     * 这个时候onPostExecute不会再被调用，二者是互斥的，分别表示任务取消和任务执行完成 
     * 所在线程：UI线程 
     */  
    @SuppressWarnings({"UnusedParameters"})  
    protected void onCancelled(Result result) {  
        onCancelled();  
    }      
      
    protected void onCancelled() {  
    }  
  
    public final boolean isCancelled() {  
        return mCancelled.get();  
    }  
  
    public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {  
        mCancelled.set(true);  
        return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);  
    }  
  
    public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {  
        return mFuture.get();  
    }  
  
    public final Result get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,  
            ExecutionException, TimeoutException {  
        return mFuture.get(timeout, unit);  
    }  
  
    /** 
     * 这个方法如何执行和系统版本有关，在AsyncTask的使用规则里已经说明，如果你真的想使用并行AsyncTask， 
     * 也是可以的，只要稍作修改 
     * 必须在UI线程调用此方法 
     */  
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
        //串行执行  
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
        //如果我们想并行执行，这样改就行了，当然这个方法我们没法改  
        //return executeOnExecutor(THREAD_POOL_EXECUTOR, params);  
    }  
  
    /** 
     * 通过这个方法我们可以自定义AsyncTask的执行方式，串行or并行，甚至可以采用自己的Executor 
     * 为了实现并行，我们可以在外部这么用AsyncTask： 
     * asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, Params... params); 
     * 必须在UI线程调用此方法 
     */  
    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;  
        //这里#onPreExecute会最先执行  
        onPreExecute();  
  
        mWorker.mParams = params;  
        //然后后台计算#doInBackground才真正开始  
        exec.execute(mFuture);  
        //接着会有#onProgressUpdate被调用，最后是#onPostExecute  
  
        return this;  
    }  
  
    /** 
     * 这是AsyncTask提供的一个静态方法，方便我们直接执行一个runnable 
     */  
    public static void execute(Runnable runnable) {  
        sDefaultExecutor.execute(runnable);  
    }  
  
    /** 
     * 打印后台计算进度，onProgressUpdate会被调用 
     */  
    protected final void publishProgress(Progress... values) {  
        if (!isCancelled()) {  
            sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
        }  
    }  
  
    //任务结束的时候会进行判断，如果任务没有被取消，则onPostExecute会被调用  
    private void finish(Result result) {  
        if (isCancelled()) {  
            onCancelled(result);  
        } else {  
            onPostExecute(result);  
        }  
        mStatus = Status.FINISHED;  
    }  
  
    //AsyncTask内部Handler，用来发送后台计算进度更新消息和计算完成消息  
    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  
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);  
                    break;  
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
                    break;  
            }  
        }  
    }  
  
    private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {  
        Params[] mParams;  
    }  
  
    @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})  
    private static class AsyncTaskResult<Data> {  
        final AsyncTask mTask;  
        final Data[] mData;  
  
        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {  
            mTask = task;  
            mData = data;  
        }  
    }  
}

让你的AsyncTask在3.0以上的系统中并行起来

通过上面的源码分析，我已经给出了在3.0以上系统中让AsyncTask并行执行的方法，现在，让我们来试一试，代码还是之前采用的测试代码，我们要稍作修改，调用AsyncTask的executeOnExecutor方法而不是execute，请看：

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB)  
@Override  
public void onClick(View v) {  
    if (v == mButton) {  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#1").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#2").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#3").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#4").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
        new MyAsyncTask("AsyncTask#5").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    }  
  
}  
  
private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
  
    private String mName = "AsyncTask";  
  
    public MyAsyncTask(String name) {  
        super();  
        mName = name;  
    }  
  
    @Override  
    protected String doInBackground(String... params) {  
        try {  
            Thread.sleep(3000);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return mName;  
    }  
  
    @Override  
    protected void onPostExecute(String result) {  
        super.onPostExecute(result);  
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
        Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
    }  
}

下面是系统为4.1.1手机打印出的Log：很显然，我们的目的达到了，成功的让AsyncTask在4.1.1的手机上并行起来了，很高兴吧！希望这篇文章对你有用。


转自：https://blog.csdn.net/tlh0212/article/details/46445047






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