Android学习之——并发编程：AsyncTask和UI线程
Android的UI是单线程的，所以对于运行时间长的程序必须
异步运行。实现异步任务的一个很方便的工具是
AsyncTask。它完全隐藏了运行任务的线程的很多详细信息。
以一个例子来说明AsyncTask：
一个非常简单的应用中，有需要初始化游戏引擎，当加载内容时，显示一些插播广告图形。假设，我们希望在用户等待游戏启动时，显示一个动画背景（类似于Windows Phone 8）上的加载程序的等待界面。
当用户在点击启动按钮以后，会执行多个初始化。
问题：如果在UI线程中执行远程服务调用初始化时，整个UI界面无法执行任何其他操作。
解决：使用AsyncTask解决这个问题，代码如下：
private final class AsyncInitGame extends AsyncTask
{
private final View root;
private final Game game;
private final TextView message;
private final Drawable bg;
public AsyncInitGame(View root, Drawable bg, Game game, TextView msg)
{
this.root = root;
this.bg = bg;
this.game = game;
this.message = msg;
}
//run on the UI thread
//1. 当UI线程调用任务的execute方法时，会首先调用该方法，这里要做的操作时该任务能够对其本身和环境执行初始化，在这个例子中是安装等待启动的背景动画
@Override protected void onPreExecute()
{
if(0 >= mInFlight++){
root.setBackgroundResouce(R.anim.dots);
((AnimationDrawable)root.getBackground()).start();
}
}
//runs on the UI thread
//3. 当doInBackground方法完成时，就删除背景线程，再在UI线程中调用onPostExecute方法。
@Override protected void onPostExecute(String msg){
if(0 >= --mInFlight){
((AndimationDrawable)root.getBackground()).stop();
root.setBackgroundDrawable(bg);
}
message.setText(msg);
}
//runs on a background thread
//2. 在onPreExecute方法完成后AsyncTask创建新的背景线程，并发执行doInBackground方法。
@Override protected String doInBackground(String... args){
return (1 != args.length) || (null == args[0])) ? null : game.initialize(args[0]);
}
}private final class AsyncInitGame extends AsyncTask
{
private final View root;
private final Game game;
private final TextView message;
private final Drawable bg;
public AsyncInitGame(View root, Drawable bg, Game game, TextView msg)
{
this.root = root;
this.bg = bg;
this.game = game;
this.message = msg;
}
//run on the UI thread
//1. 当UI线程调用任务的execute方法时，会首先调用该方法，这里要做的操作时该任务能够对其本身和环境执行初始化，在这个例子中是安装等待启动的背景动画
@Override protected void onPreExecute()
{
if(0 >= mInFlight++){
root.setBackgroundResouce(R.anim.dots);
((AnimationDrawable)root.getBackground()).start();
}
}
//runs on the UI thread
//3. 当doInBackground方法完成时，就删除背景线程，再在UI线程中调用onPostExecute方法。
@Override protected void onPostExecute(String msg){
if(0 >= --mInFlight){
((AndimationDrawable)root.getBackground()).stop();
root.setBackgroundDrawable(bg);
}
message.setText(msg);
}
//runs on a background thread
//2. 在onPreExecute方法完成后AsyncTask创建新的背景线程，并发执行doInBackground方法。
@Override protected String doInBackground(String... args){
return (1 != args.length) || (null == args[0])) ? null : game.initialize(args[0]);
}
} ((Button)findViewById(R.id.start)).setOnClickListener(
new View.OnClickListener(){
@Override public void onClick(View v){
new AsyncInitGame(root, bg, game, msg).execute("basic");
}
}
);//注：该文中的代码并不全面，只是为了阐述AsyncTask
doInBackground是类Game的代理（proxy）。
解释：
一般来说AsyncTask需要一组参数并返回一个结果。因为需要在线程之间传递该参数并返回结果，所以就需要一些握手机制用来确保线程安全性。
1. 通过参数传递调用execute方法来调用AsyncTask。
2. 当线程在后台执行时，这些参数最终通过AsyncTask机制传递给doInBackground方法的，doInBackground返回结果。
3. AsyncTask把该结果作为参数传递给doPostExecute方法，doPostExecute方法和最初的execute方法在同一个线程中运行。
AsyncTask不但会确保数据流安全也会确保类型安全。该抽象基类（AsyncTask）使用Java反省，使得实现能够制定任务参数和结果的类型，下面以一个例子来说明：
public class AsyncDBReq extends AsyncTask
{
@Override protected ResultSet doInBackground(PreparedStatement...q){
//implementation.....
}
@Override protected onPostExecute(ResultSet result){
//implementation
}
}
public class AsyncHttpReq extends AsyncTask
{
@Override protected HeepResponse doInBackground(HttpRequest.....req){
//implementaion.....
}
@Override protected void onPostExecute(HttpResponse result){
//implementaion
}
}
该类中AsyncDBReq实例的doInBackground方法会把这些PreparedStatement参数作为其参数，返回结果是ResultSet。onPostExecute方法会把该ResultSet作为其参数使用。
第二个类也是如此。
AsyncTask的一个实例只能运行一次！！！，第二次执行execute方法会抛出IllegalStateException一场。所以每个任务调用都需要一个新的实例。
虽然AsyncTask简化并行处理，但它有很强的限制
约束条件且无法自动验证这些条件。注意不要违反这些约束条件是非常有必须要的，
对于这些约束条件，最明显的是doInBackground方法，因为它是在另一个线程上执行的，
只能引用作用域内的变量！！！这样才是线程安全的
OK难点来了，如果实际使用中可能还是会发生下面两个这样的错误，所以，可能需要大量的练习来熟悉和理解了。
案例一：
//易犯错误一、
//....some clas
int mCOunt;
public void initButton1(Button button){
mCOunt = 0;
button.setonClickListener(
new View.OnClickListener(){
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override public void onCLick(View v){
new AsyncTask(){
@Override protected Void doInBackground(Void...args){
mCount++; //!!! not thread safe!!
return null;
}
}.execute();
}});
}
鉴于这种情况，在本文的第一段代码中的mInFlight的访问执行同步时，你可能会感到奇怪。事实上它是正确的，
AsyncTask约束会确保onPreExecute方法和onPostExecute方法在同一个线程中执行，即execute方法被调用的线程。和mCount不同，mInFlight只有一个线程访问，不需要执行同步。
案例二：可能会导致最致命的的并发问题是在用完某个参数变量后，没有释放其引用。如下代码：
//易犯错误二、
public void initButton(Button button, final Map vals){
button.setOnClickListener(
new View.OnClickListener(){
@Override public void onClick(View v){
new AsyncTask, Void, Void>(){
@Override protected Void doInBackground(Map...params){
//implementation, uses the params Map
}
}.execute(vals);
vals.clear();//this is not thread safe!!!!
}});
}
最佳解决办法：
确保AsyncTask的参数是不可变的。如果这些参数不可变，类似String、Integer或只包含final变量的POJO对象，那么它们都是线程安全的，不需要更多的操作。
要保证传递给AsyncTask的可变对象是程序安全的唯一办法是确保只有AsyncTask持有引用。
在案例二中参数vals是传递给initButton方法，我们完全无法保证它不存在悬空的引用(dangline references)。即使删掉代码vals.clear，也无法保证该代码正确，因为调用initButton方法的实例可能会保存其参数map的引用，它最终传递的是参数vals。使该代码正确的唯一方式是完全复制（深拷贝）map及其包含的对象！！！
最后还有AsyncTask还有一个方法没有使用到：
onProgressUpdate。
作用：使长时间运行的任务可以周期性安全地把状态返回给UI线程。
用一个例子来说明并结束本文吧，哎，打字不容易啊，妹子的电脑上没有eclipse，只能用editplus，木有智能提示伤不起的。
该例子说明了如何使用onProgressUpdate方法实现进度条，向用户显示游戏初始化进程还需要多久的时间。
public class AsyncTaskDemoWithProgress extends Activity{
private final class AsyncInit extends AsyncTask implements Game.InitProgressLIstener
{
private final View root;
private final Game game;
private final TextView message;
private final Drawable bg;
public AsyncInit(View root, Drawable bg, Game game, TextView msg){
this.root = root;
this.bg = bg;
this.game = game;
this.message = msg;
}
//run on the UI thread
//1. 当UI线程调用任务的execute方法时，会首先调用该方法
@Override protected void onPreExecute()
{
if(0 >= mInFlight++){
root.setBackgroundResouce(R.anim.dots);
((AnimationDrawable)root.getBackground()).start();
}
}
//runs on the UI thread
//3. 当doInBackground方法完成时，就删除背景线程，再在UI线程中调用onPostExecute方法。
@Override protected void onPostExecute(String msg){
if(0 >= --mInFlight){
((AndimationDrawable)root.getBackground()).stop();
root.setBackgroundDrawable(bg);
}
message.setText(msg);
}
//runs on its own thread
//2. 在onPreExecute方法完成后AsyncTask创建新的背景线程，并发执行doInBackground方法。
@Override protected String doInBackground(String... args){
return (1 != args.length) || (null == args[0])) ? null : game.initialize(args[0]);
}
//runs on its UI thread
@Override protected void onProgressUpdate(Integer... vals){
updateProgressBar(vals[0].intValue());
}
//runs on the UI thread
@Override public void onInitProgress(int pctComlete){
//为了正确地给UI线程发布进程状态，onInitProgress调用的是AsyncTask的publicProgress。
//AsyncTask处理UI线程的publicProgress调度细节，从而onProgressUpdate可以安全地使用View方法。
publicProgress(Integer.valueOf(pctComplete));
}
}
int mInFlight,mComplete;
/** @see android.app.Activity#onCreate(android.os.Bundle) */
@Override public void onCreate(Bundle state){
super.onCreate(state);
setContentView(R.layout.asyncdemoprogress);
final View root = findViewById(R.id.root);
final Drawable bg = root.getBackground();
final TextView msg = ((TextView)findViewById(R.id.msg));
final Game game = Game.newGame();
((Button)findViewById(R.id.start)).setOnClickListener(
new View.OnClickListener(){
@Override public void onCLick(View v){
mComplete=0;
new AsyncInit(root, bg, game, msg).execute("basic");
}});
}
void updateProgressBar(int progress){
int p = progress;
if(mComplete < p){
mComplete = p;
(ProgressBar)findViewById(R.id.progress)).setprogress(p);
}
}
}
· Android UI线程是单线程的。为了熟练使用Android UI，开发人员必须对任务队列概念很熟悉。
· 为了保证UI的及时响应，需要运行的任务的执行时间超过几毫秒，或者需要好几百条指令，都不应该在UI线程中执行。
· 并发编程很棘手，容易犯错，并难以找出错误。
· AsyncTask是运行简单、异步任务的很便捷的工具。要记住的是doInBackground运行在另一个线程上。它不能写任何其他线程可见的状态，也不能读任何其他线程可写的状态，这也包括其参数！
· 不可改变的对象时在并线程之间传递信息的重要工具。
Mr.傅：学习笔记
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《Android程序设计》
引用说明：
Programming Android by Zigurd Mednieks, Laird Dornin, G.Blake Meike, and Masumi Nakamura. Copyright 2011 O'Reilly Media, Inc., 978-1-449-38969-7