Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面

Android异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面

Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解

Android异步处理四：AsyncTask的实现原理


在《Android异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面》一文中，我们介绍了如何使用AsyncTask实现异步下载图片，并且更新图片到UI界面的方法。本篇我们将学习Framework层AsyncTask的实现原理。

概述：AsyncTask的本质是一个线程池，所有提交的异步任务都会在这个线程池中的工作线程内执行，当工作线程需要跟UI线程交互时，工作线程会通过向在UI线程创建的Handler（原理见：《Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解》）传递消息的方式，调用相关的回调函数，从而实现UI界面的更新。


例子：

本章还是以《Android异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面》中的例子说明AsyncTask的实现原理。

这个例子是在后台下载CSDN的LOGO，下载完成后在UI界面上显示出来。

AsyncTask.java

[java] view plain copy print ?
  1. packagecom.zhuozhuo;
  4. importorg.apache.http.HttpResponse;
  5. importorg.apache.http.client.HttpClient;
  6. importorg.apache.http.client.methods.HttpGet;
  7. importorg.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
  9. importandroid.app.Activity;
  10. importandroid.graphics.Bitmap;
  11. importandroid.graphics.BitmapFactory;
  12. importandroid.os.AsyncTask;
  13. importandroid.os.Bundle;
  14. importandroid.view.View;
  15. importandroid.view.View.OnClickListener;
  16. importandroid.widget.Button;
  17. importandroid.widget.ImageView;
  18. importandroid.widget.ProgressBar;
  19. importandroid.widget.Toast;
  21. publicclassAsyncTaskActivityextendsActivity{
  23. privateImageViewmImageView;
  24. privateButtonmButton;
  25. privateProgressBarmProgressBar;
  27. @Override
  28. publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
  29. super.onCreate(savedInstanceState);
  30. setContentView(R.layout.main);
  32. mImageView=(ImageView)findViewById(R.id.imageView);
  33. mButton=(Button)findViewById(R.id.button);
  34. mProgressBar=(ProgressBar)findViewById(R.id.progressBar);
  35. mButton.setOnClickListener(newOnClickListener(){
  37. @Override
  38. publicvoidonClick(Viewv){
  39. GetCSDNLogoTasktask=newGetCSDNLogoTask();
  40. task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
  41. }
  42. });
  43. }
  45. classGetCSDNLogoTaskextendsAsyncTask<String,Integer,Bitmap>{//继承AsyncTask
  47. @Override
  48. protectedBitmapdoInBackground(String...params){//处理后台执行的任务，在后台线程执行
  49. publishProgress(0);//将会调用onProgressUpdate(Integer...progress)方法
  50. HttpClienthc=newDefaultHttpClient();
  51. publishProgress(30);
  52. HttpGethg=newHttpGet(params[0]);//获取csdn的logo
  53. finalBitmapbm;
  54. try{
  55. HttpResponsehr=hc.execute(hg);
  56. bm=BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());
  57. }catch(Exceptione){
  59. returnnull;
  60. }
  61. publishProgress(100);
  62. //mImageView.setImageBitmap(result);不能在后台线程操作ui
  63. returnbm;
  64. }
  66. protectedvoidonProgressUpdate(Integer...progress){//在调用publishProgress之后被调用，在ui线程执行
  67. mProgressBar.setProgress(progress[0]);//更新进度条的进度
  68. }
  70. protectedvoidonPostExecute(Bitmapresult){//后台任务执行完之后被调用，在ui线程执行
  71. if(result!=null){
  72. Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this,"成功获取图片",Toast.LENGTH_LONG).show();
  73. mImageView.setImageBitmap(result);
  74. }else{
  75. Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this,"获取图片失败",Toast.LENGTH_LONG).show();
  76. }
  77. }
  79. protectedvoidonPreExecute(){//在doInBackground(Params...)之前被调用，在ui线程执行
  80. mImageView.setImageBitmap(null);
  81. mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
  82. }
  84. protectedvoidonCancelled(){//在ui线程执行
  85. mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
  86. }
  88. }
  91. }
main.xml

[html] view plain copy print ?
  1. <?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
  2. <LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3. android:orientation="vertical"android:layout_width="fill_parent"
  4. android:layout_height="fill_parent">
  5. <ProgressBarandroid:layout_width="fill_parent"android:layout_height="wrap_content"android:id="@+id/progressBar"style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"></ProgressBar>
  6. <Buttonandroid:id="@+id/button"android:text="下载图片"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"></Button>
  7. <ImageViewandroid:id="@+id/imageView"android:layout_height="wrap_content"
  8. android:layout_width="wrap_content"/>
  9. </LinearLayout>
mainifest.xml
[html] view plain copy print ?
  1. <?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
  2. <manifestxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3. package="com.zhuozhuo"
  4. android:versionCode="1"
  5. android:versionName="1.0">
  6. <uses-sdkandroid:minSdkVersion="10"/>
  7. <uses-permissionandroid:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
  8. <applicationandroid:icon="@drawable/icon"android:label="@string/app_name">
  9. <activityandroid:name=".AsyncTaskActivity"
  10. android:label="@string/app_name">
  11. <intent-filter>
  12. <actionandroid:name="android.intent.action.MAIN"/>
  13. <categoryandroid:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
  14. </intent-filter>
  15. </activity>
  17. </application>
  18. </manifest>

运行结果：

Android异步处理四：AsyncTask的实现原理 ._第1张图片



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。

[java] view plain copy print ?
  1. privatestaticfinalintCORE_POOL_SIZE=5;//5个核心工作线程
  2. privatestaticfinalintMAXIMUM_POOL_SIZE=128;//最多128个工作线程
  3. privatestaticfinalintKEEP_ALIVE=1;//空闲线程的超时时间为1秒
  5. privatestaticfinalBlockingQueue<Runnable>sWorkQueue=
  6. newLinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
  8. privatestaticfinalThreadPoolExecutorsExecutor=newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
  9. 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执行。


回到例子中，点击按钮之后会新建一个GetCSDNLogoTask对象：

[java] view plain copy print ?
  1. GetCSDNLogoTasktask=newGetCSDNLogoTask();

此时会调用父类AsyncTask的构造函数：

AsyncTask.java

[java] view plain copy print ?
  1. publicAsyncTask(){
  2. mWorker=newWorkerRunnable<Params,Result>(){
  3. publicResultcall()throwsException{
  4. Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
  5. returndoInBackground(mParams);
  6. }
  7. };
  9. mFuture=newFutureTask<Result>(mWorker){
  10. @Override
  11. protectedvoiddone(){
  12. Messagemessage;
  13. Resultresult=null;
  15. try{
  16. result=get();
  17. }catch(InterruptedExceptione){
  18. android.util.Log.w(LOG_TAG,e);
  19. }catch(ExecutionExceptione){
  20. thrownewRuntimeException("AnerroroccuredwhileexecutingdoInBackground()",
  21. e.getCause());
  22. }catch(CancellationExceptione){
  23. message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
  24. newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,(Result[])null));
  25. message.sendToTarget();//取消任务，发送MESSAGE_POST_CANCEL消息
  26. return;
  27. }catch(Throwablet){
  28. thrownewRuntimeException("Anerroroccuredwhileexecuting"
  29. +"doInBackground()",t);
  30. }
  32. message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
  33. newAsyncTaskResult<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

[java] view plain copy print ?
  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

[java] view plain copy print ?
  1. publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>execute(Params...params){
  2. if(mStatus!=Status.PENDING){
  3. switch(mStatus){
  4. caseRUNNING:
  5. thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
  6. +"thetaskisalreadyrunning.");
  7. caseFINISHED:
  8. thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
  9. +"thetaskhasalreadybeenexecuted"
  10. +"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
  11. }
  12. }
  14. mStatus=Status.RUNNING;
  16. onPreExecute();//运行在ui线程，在提交任务到线程池之前执行
  18. mWorker.mParams=params;
  19. sExecutor.execute(mFuture);//提交任务到线程池
  21. returnthis;
  22. }


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

[java] view plain copy print ?
  1. privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
  2. @SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
  3. @Override
  4. publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
  5. AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;
  6. switch(msg.what){
  7. caseMESSAGE_POST_RESULT:
  8. //Thereisonlyoneresult
  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

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