Android异步之AsyncTask
概述： AsyncTask是在Android SDK 1.5之后推出的一个方便编写后台线程与UI线程交互的辅助类。AsyncTask的内部实现是一个线程池，每个后台任务会提交到线程池中的线程执行，然后使用Thread+Handler的方式调用回调函数（如需深入了解原理请看《Android异步处理四：AsyncTask的实现原理》）。
AsyncTask抽象出后台线程运行的五个状态，分别是：1、准备运行，2、正在后台运行，3、进度更新，4、完成后台任务，5、取消任务，对于这五个阶段，AsyncTask提供了五个回调函数：
1、准备运行：onPreExecute(),该回调函数在任务被执行之后立即由UI线程调用。这个步骤通常用来建立任务，在用户接口（UI）上显示进度条。
2、正在后台运行：doInBackground(Params...),该回调函数由后台线程在onPreExecute()方法执行结束后立即调用。通常在这里执行耗时的后台计算。计算的结果必须由该函数返回，并被传递到onPostExecute()中。在该函数内也可以使用publishProgress(Progress...)来发布一个或多个进度单位(unitsof progress)。这些值将会在onProgressUpdate(Progress...)中被发布到UI线程。
3. 进度更新：onProgressUpdate(Progress...),该函数由UI线程在publishProgress(Progress...)方法调用完后被调用。一般用于动态地显示一个进度条。
4. 完成后台任务：onPostExecute(Result),当后台计算结束后调用。后台计算的结果会被作为参数传递给这一函数。
5、取消任务：onCancelled ()，在调用AsyncTask的cancel()方法时调用
AsyncTask的构造函数有三个模板参数：
1.Params，传递给后台任务的参数类型。
2.Progress，后台计算执行过程中，进步单位（progress units）的类型。（就是后台程序已经执行了百分之几了。）
3.Result， 后台执行返回的结果的类型。
AsyncTask并不总是需要使用上面的全部3种类型。标识不使用的类型很简单，只需要使用Void类型即可。
例子：与《Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面》实现的例子相同，我们在后台下载CSDN的LOGO，下载完成后在UI界面上显示出来，并会模拟下载进度更新。
AsyncTaskActivity.java
package com.zhuozhuo;
import org.apache.http.HttpResponse;
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.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.Toast;
public class AsyncTaskActivity extends Activity {
private ImageView mImageView;
private Button mButton;
private ProgressBar mProgressBar;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
mImageView= (ImageView) findViewById(R.id.imageView);
mButton = (Button) findViewById(R.id.button);
mProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);
mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();
task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
}
});
}
class GetCSDNLogoTask extends AsyncTask<String,Integer,Bitmap> {//继承AsyncTask
@Override
protected Bitmap doInBackground(String... params) {//处理后台执行的任务，在后台线程执行
publishProgress(0);//将会调用onProgressUpdate(Integer... progress)方法
HttpClient hc = new DefaultHttpClient();
publishProgress(30);
HttpGet hg = new HttpGet(params[0]);//获取csdn的logo
final Bitmap bm;
try {
HttpResponse hr = hc.execute(hg);
bm = BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());
} catch (Exception e) {
return null;
}
publishProgress(100);
//mImageView.setImageBitmap(result); 不能在后台线程操作ui
return bm;
}
protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {//在调用publishProgress之后被调用，在ui线程执行
mProgressBar.setProgress(progress[0]);//更新进度条的进度
}
protected void onPostExecute(Bitmap result) {//后台任务执行完之后被调用，在ui线程执行
if(result != null) {
Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "成功获取图片", Toast.LENGTH_LONG).show();
mImageView.setImageBitmap(result);
}else {
Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "获取图片失败", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}
protected void onPreExecute () {//在 doInBackground(Params...)之前被调用，在ui线程执行
mImageView.setImageBitmap(null);
mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
}
protected void onCancelled () {//在ui线程执行
mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
}
}
}
main.xml
<?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">
<ProgressBar android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content" android:id="@+id/progressBar"
style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"></ProgressBar>
<Button android:id="@+id/button" android:text="下载图片"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"></Button>
<ImageView android:id="@+id/imageView"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_width="wrap_content" />
</LinearLayout>
manifest.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.zhuozhuo"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0">
<uses-sdk android:minSdkVersion="10" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
<application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
<activity android:name=".AsyncTaskActivity"
android:label="@string/app_name">
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
</activity>
</application>
</manifest>
运行结果：
流程说明：
1、 当点击按钮时，创建一个task，并且传入CSDN的LOGO地址（String类型参数，因此AsyncTask的第一个模板参数为String类型）
2、 UI线程执行onPreExecute()，把ImageView的图片清空，progrssbar的进度清零。
3、 后台线程执行doInBackground()，不可以在doInBackground()操作ui，调用publishProgress(0)更新进度，此时会调用onProgressUpdate(Integer...progress)更新进度条（进度用整形表示，因此AsyncTask的第二个模板参数是Integer）。函数最后返回result（例子中是返回Bitmap类型，因此AsyncTask的第二个模板参数是Bitmap）。
4、 当后台任务执行完成后，调用onPostExecute(Result)，传入的参数是doInBackground()中返回的对象。
总结：
AsyncTask为我们抽象出一个后台任务的五种状态，对应了五个回调接口，我们只需要根据不同的需求实现这五个接口（doInBackground是必须要实现的），就能完成一些简单的后台任务。使用AsyncTask的方式使编写后台进程和UI进程交互的代码变得更为简洁，使用起来更加方便，但是，AsyncTask也有一些缺憾，我们留到以后再讲。
分析：
在分析实现流程之前，我们先了解一下AsyncTask有哪些成员变量。
private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程
private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒
private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue,sThreadFactory);//线程池是静态变量，所有的异步任务都会放到这个线程池的工作线程内回到例子中，点击按钮之后会新建一个GetCSDNLogoTask对象：
GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();
此时会调用父类AsyncTask的构造函数：
AsyncTask.java
1. public AsyncTask() {
2. mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
3. public Result call() throws Exception {
4. Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
5. return doInBackground(mParams);
6. }
7. };
8.
9. mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
10. @Override
11. protected void done() {
12. Message message;
13. Result result = null;
14.
15. try {
16. result = get();
17. } catch (InterruptedException e) {
18. android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
19. } catch (ExecutionException e) {
20. throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
21. e.getCause());
22. } catch (CancellationException e) {
23. message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
24. new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
25. message.sendToTarget();//取消任务，发送MESSAGE_POST_CANCEL消息
26. return;
27. } catch (Throwable t) {
28. throw new RuntimeException("An error occured while executing "
29. + "doInBackground()", t);
30. }
31.
32. message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
33. new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));//完成任务，发送MESSAGE_POST_RESULT消息并传递result对象
34. message.sendToTarget();
35. }
36. };
37. }
WorkerRunnable类实现了callable接口的call()方法，该函数会调用我们在AsyncTask子类中实现的 doInBackground(mParams)方法，由此可见，WorkerRunnable封装了我们要执行的异步任务。FutureTask中的 protected void done() {}方法实现了异步任务状态改变后的操作。当异步任务被取消，会向UI线程传递MESSAGE_POST_CANCEL消息，当任务成功执行，会向UI线程传递MESSAGE_POST_RESULT消息，并把执行结果传递到UI线程。
由此可知，AsyncTask在构造的时候已经定义好要异步执行的方法doInBackground(mParams)和任务状态变化后的操作（包括失败和成功）。
当创建完GetCSDNLogoTask对象后，执行 1. task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
此时会调用AsyncTask的execute(Params...params)方法
AsyncTask.java
public final AsyncTask<Params,Progress, Result> execute(Params... params) {
if (mStatus != Status.PENDING) {
switch (mStatus) {
case RUNNING:
throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the taskis already running.");
case FINISHED:
throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the taskhas already been executed "
+ "(a task canbe executed only once)");
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();//运行在ui线程，在提交任务到线程池之前执行
mWorker.mParams = params;
sExecutor.execute(mFuture);//提交任务到线程池
return t
当任务正在执行或者已经完成，会抛出IllegalStateException，由此可知我们不能够重复调用 execute(Params...params)方法。在提交任务到线程池之前，调用了onPreExecute()方法。然后才执行 sExecutor.execute(mFuture)是任务提交到线程池。
前面我们说到，当任务的状态发生改变时（1、执行成功2、取消执行3、进度更新），工作线程会向UI线程的Handler传递消息。在《Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解》一文中我们提到，Handler要处理其他线程传递过来的消息。在AsyncTask中，InternalHandler是在UI线程上创建的，它接收来自工作线程的消息，实现代码如下：
AsyncTask.java
1. private static class InternalHandler extends Handler {
2. @SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
3. @Override
4. public voidhandleMessage(Message msg) {
5. AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;
6. switch (msg.what) {
7. caseMESSAGE_POST_RESULT:
8. // There is onlyone result
9. result.mTask.finish(result.mData[0]);//执行任务成功
10. break;
11. caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
12. result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//进度更新
13. break;
14. caseMESSAGE_POST_CANCEL:
15. result.mTask.onCancelled();//取消任务
16. break;
17. }
18. }
19. }
当接收到消息之后，AsyncTask会调用自身相应的回调方法。
总结：
1、 AsyncTask的本质是一个静态的线程池，AsyncTask派生出的子类可以实现不同的异步任务，这些任务都是提交到静态的线程池中执行。
2、线程池中的工作线程执行doInBackground(mParams)方法执行异步任务
3、当任务状态改变之后，工作线程会向UI线程发送消息，AsyncTask内部的InternalHandler响应这些消息，并调用相关的回调函数