Android(安卓)异步加载——AsyncTask详谈

##写在前面昨天在看Android中的缓存机制，顺带把异步加载任务复习了一遍，尤其是AsyncTask。由于我在一般情况下使用较多的就是Handler方式执行异步任务，很少用到AsyncTask，所以现在总结一下加深自己的印象，并分享出来与大家交流。后几天会发一些关于Android中的缓存机制。在本文书写过程中，我借鉴的资料有《第一行代码》、《Android开发艺术探索》、慕课网的一期课程以及相关的博文，链接在文末注明。下面是本文的目录，比较简单。

异步消息处理机制
- 组成部分
- 基本流程
初识AsyncTask
- 基本介绍
- 执行顺序
- 注意事项
AsyncTask的使用
- 加载网络图片
- 模拟进度条
- AsyncTask和Handler两种异步方式区别
资料来源
项目源码

##异步消息处理机制

异步消息处理机制是Android开发中的基础知识。为了方便后面的AsyncTask的理解，我就先简单说一下这个机制，但不作为本文的重点。

###组成部分 Android中的异步消息主要是由四个部分组成：

Message：消息
MessageQueue：消息队列
Handler：消息处理者
Looper：消息循环者

下面我们依次来看：

####1、Message

Message就是异步消息中需要传递的消息。它会在内部携带一些少量的信息，用于不同线程之间交换数据。它本身有四个字段，用来处理不同类型的信息：

what：消息的一些标志，可以根据不同的标志做不同的处理
obj：字段为Object类型，这个不用多解释了，对象中的大Boss
arg1和arg2：整型类型，可以存放一些标志位或不易混淆的整型值

####2、MessageQueue

知道了Message就很好理解这个了，这是一个消息队列。队列中存放着大量的Message，这些Message都是没有被处理的，所以放在队列中等待处理。值得注意的是，每个线程中有且仅有一个MessageQueue对象。

####3、Handler 这个我们很熟悉，不好翻译，一般用来处理消息。我们就叫它消息处理者吧。它是处理机制中一个比较重要的角色，是用来发送和处理消息的。主要是两个方法：

sendMessage(Message msg)：发送消息
handleMessage(Message msg)：处理消息

也就是说经过Handler发送的消息最终会传递到handleMessage中，进而被处理。

####4、Looper Looper不是很好理解。《第一行代码》中将其看作MessageQueue的管家，比较抽象。而《Android开发艺术探索》中将其定义成消息循环者，这个比较符合逻辑。也就是说，当线程中的Looper调用自身的loop()方法后，它会进入到一个无限循环中，循环监测MessageQueue中是否存在消息，如有存在一条未处理的消息，Looper就会将其取出，传递给Handler的handleMessage方法，让其处理。

这里我们需要注意两点：

每个线程中有且仅有一个Looper对象。
新new出来的Thread是没有Looper的，也就是只有UI线程默认有Looper。

###基本流程

明白了上述这些基本定义后，我们来看一下异步消息处理机制的大体流程。二话不说，先上图。

从图中我们可以看出，大体流程如下：

首先我们需要在主线程中创建一个Handler对象，并且需要重写handleMessage方法；
其次在子线程中需要与主线程进行通信的时候，就通过Message对象携带一些信息，并通过Handler对象发送出去。
发送出去后该消息会进入MessageQueue等待处理。
这个时候Looper就起作用了，它一直循环循环终于监测到队列中有一条待处理的消息，立即取出并分发到handleMessage方法，这样主线程就收到这条消息并开始处理。

关于这个机制我就简单介绍到这，如果读者对这个机制又不懂的地方可以Google相关资料，也有大量优秀博文。文末也有相关博文链接，不再赘述。

##初识AsyncTask

###基本介绍 AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它与Handler一样，可以在后台执行任务。并可以把执行任务的过程及结果返回给主线程。这样主线程就可以做一些更新UI的操作。

它的本质是一个抽象的泛型类，所以我们在使用的时候需要继承这个AsyncTask类：

public abstract class AsyncTask

可以看到，类提供了三个参数：

Params：任务启动时需要输入的参数类型
Progress：后台任务执行中返回的进度值的类型
Result：后台执行任务完成后返回结果的类型

同时，它有四个核心方法，我们依次来看：

onPreExecute()：该方法在主线程中执行，通常用户完成一些准备和初始化的操作；
doInBackground(Params... params)：在子线程中执行，执行异步任务的关键方法，必须重写。此方法中可以调用publishProgress方法来更新任务进度，而publishProgress会调用onProgressUpdate方法来进行进度更新。注意此方法需要返回值给onPostExecute方法；
onProgressUpdate(Progress...values)：在主线程中执行，用于任务进度的更新；
onPostExecute(Result result)：在主线程中执行，该方法的参数是doInBackground的返回值。

当然还有其他方法，但是不怎么常用，这里不再介绍（其实我也不了解）。

当你自定义一个CustomTask继承AsyncTask复写这几个方法后，就需要开启任务，开启方式为：

new CustomTask().execute();

当然在这里我没有写参数，在实际开发中要注意填入相应的参数。

###执行顺序

当我们自定义Task并复写这四个核心方法后，来看看这几个方法的执行顺序。测试代码如下：

/** * 自定义异步任务类 */class CustomTask extends AsyncTask {    @Override    protected void onPreExecute() {        super.onPreExecute();        Log.w("Task", " ----> onPreExecute");    }    @Override    protected Void doInBackground(Void... params) {        publishProgress();        Log.w("Task", " ----> doInBackground");        return null;    }    @Override    protected void onProgressUpdate(Void... values) {        super.onProgressUpdate(values);        Log.w("Task", " ----> onProgressUpdate");    }    @Override    protected void onPostExecute(Void aVoid) {        super.onPostExecute(aVoid);        Log.w("Task", " ----> onPostExecute");    }}复制代码

来看Log日志：

可以看出执行顺序依次是：

onPreExecute -> doInBackground -> onProgressUpdate -> onPostExecute

###注意事项

基本了解了AsyncTask后，我们需要知道一些注意事项和使用过程中的一些条件限制。

在四个核心方法中，只有doInBackground方法运行在子线程，其他方法都运行在主线程；
AsyncTask类必须在主线程中加载，也就是第一次访问AsyncTask必须发生在主线程；
AsyncTask对象必须在主线程中创建；
AsyncTask的execute方法必须在主线程中调用；
四个核心方法只能系统自动调用，而不能主动调用；

##AsyncTask的使用

好了，看到这里相信你已经对AsyncTask有了一个基本的认识了，现在我们就通过两个实例在看AsyncTask在项目中的具体使用。

###加载网络图片

首先来看第一个Demo，通过图片的URL地址加载网络图片。已经是网络图片了，当然是耗时任务，所以我们需要开启异步任务。当然可以开启子线程来获取，但是这里我们采取AsyncTask这样的方式。完成效果如下：

来看代码，代码比较简单，注释也写的很清晰，就不再解释了：

/** * 异步任务加载网络图片 */public class NetPicActivity extends AppCompatActivity {    private ImageView netPicImage;    private ProgressBar netPicProgressBar;    private static String picUrl = "http://www.iamxiarui.com/wp-content/uploads/2016/05/壁纸.jpg";    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_net_pic);        netPicImage = (ImageView) findViewById(R.id.iv_netpic);        netPicProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.pb_netpic);        //通过调用execute方法开始处理异步任务.相当于线程中的start方法.        new NetAsyncTask().execute(picUrl);    }    /**     * 自定义网络请求异步任务     */    class NetAsyncTask extends AsyncTask {        /**         * onPreExecute用于异步处理前的操作         */        @Override        protected void onPreExecute() {            super.onPreExecute();            //此处将progressBar设置为可见.            netPicProgressBar.setVisibility(View.VISIBLE);        }        /**         * 在doInBackground方法中进行异步任务的处理         *         * @param params 参数为URL         * @return Bitmap对象         */        @Override        protected Bitmap doInBackground(String... params) {            //获取传进来的参数            String url = params[0];            Bitmap bitmap = null;            URLConnection connection;            InputStream is;            try {                connection = new URL(url).openConnection();                is = connection.getInputStream();                //为了更清楚的看到加载图片的等待操作,将线程休眠3秒钟                Thread.sleep(3000);                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);                //通过decodeStream方法解析输入流                bitmap = BitmapFactory.decodeStream(bis);                is.close();                bis.close();            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }            return bitmap;        }        /**         * onPostExecute用于UI的更新.此方法的参数为doInBackground方法返回的值         *         * @param bitmap 网络图片         */        @Override        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {            super.onPostExecute(bitmap);            //隐藏progressBar            netPicProgressBar.setVisibility(View.GONE);            //更新imageView            netPicImage.setImageBitmap(bitmap);        }    }}复制代码

对了，一定要记得添加网络权限，不然没有效果。

###模拟进度条

加载网络图片的时候，我们没有用到onProgressUpdate方法，现在就模拟一个进度条加载的Demo，效果如下：

来看代码，这里我们模拟了进度条的加载，并在doInBackground中调用了publishProgress方法，让进度条更新，具体代码如下：

/** * 用异步任务模拟进度条的更新 */public class ProgressActivity extends AppCompatActivity {    private ProgressBar mainProgressBar;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_progress);        mainProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.pb_main);        //开启异步任务        new PbAsyncTask().execute();    }    /**     * 自定义异步任务类     */    class PbAsyncTask extends AsyncTask {        @Override        protected Void doInBackground(Void... params) {            //使用for循环来模拟进度条的进度.            for (int i = 0; i < 100; i++) {                //调用publishProgress方法将自动触发onProgressUpdate方法来进行进度条的更新.                publishProgress(i);                try {                    //通过线程休眠模拟耗时操作                    Thread.sleep(300);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }            return null;        }        @Override        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {            super.onProgressUpdate(values);            //通过publishProgress方法传过来的值进行进度条的更新.            mainProgressBar.setProgress(values[0]);        }    }}复制代码

注意，这里我们来看下面的图，我们可以发现当第一次进度条没有全部完成时，返回重新点击开启进度条。此时进度条并没有开始运行，而是等待一段时间后，才开始更新进度。

为什么呢？因为AsyncTask是基于线程池进行实现的，当一个线程没有结束时，后面的线程是不能执行的。也就是说必须等到第一个task的for循环结束后，才能执行第二个task。

那么如何解决呢？我们知道，当我们点击BACK键时会调用Activity的onPause()方法，所以我们可以在Activity的onPause()方法中将正在执行的task标记为cancel状态，在doInBackground方法中进行异步处理时判断是否是cancel状态来决定是否取消之前的task。

更改后的代码如下：

/** * 用异步任务模拟进度条的更新 */public class ProgressActivity extends AppCompatActivity {    private ProgressBar mainProgressBar;    private PbAsyncTask pbAsyncTask;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_progress);        mainProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.pb_main);        //开启异步任务        pbAsyncTask = new PbAsyncTask();        pbAsyncTask.execute();    }    @Override    protected void onPause() {        super.onPause();        if (pbAsyncTask != null && pbAsyncTask.getStatus() == AsyncTask.Status.RUNNING) {            //cancel方法只是将对应的AsyncTask标记为cancelt状态,并不是真正的取消线程的执行.            pbAsyncTask.cancel(true);        }    }    /**     * 自定义异步任务类     */    class PbAsyncTask extends AsyncTask {        @Override        protected Void doInBackground(Void... params) {            //使用for循环来模拟进度条的进度.            for (int i = 0; i < 100; i++) {                //如果task是cancel状态,则终止for循环,以进行下个task的执行.                if (isCancelled()) {                    break;                }                //调用publishProgress方法将自动触发onProgressUpdate方法来进行进度条的更新.                publishProgress(i);                try {                    //通过线程休眠模拟耗时操作                    Thread.sleep(300);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }            return null;        }        @Override        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {            super.onProgressUpdate(values);            //通过publishProgress方法传过来的值进行进度条的更新.            mainProgressBar.setProgress(values[0]);        }    }}复制代码

效果如下：

已经完美解决了这个问题，在这里我们要注意，cancel方法只是将对应的AsyncTask标记为cancel状态，并不是真正的取消线程的执行，想要真正取消线程，还是需要在doInBackground方法中停止。

##AsyncTask和Handler两种异步方式区别

已经看完两个Demo了，应该对AsyncTask有了很深的理解了。但是想到这里不得不提出一个疑问，这看起来不就是开启一个子线程嘛，有啥不同的。其实AsyncTask和Handler两种异步方式还真有很大的区别。

首先来看AsyncTask，它是Android提供的轻量级的异步类，可以直接继承AsyncTask。在类中实现异步操作，并提供接口来反馈当前异步执行的程度，也就是所谓的进度更新，最后反馈执行的结果给UI主线程。这种方法使用起来简单快捷，过程清晰明了而且便于控制。不足的是在在使用多个异步操作和并需要进行Ui变更时，就变得复杂起来，代码也看起来比较臃肿。

其次是Handler，在本文开头的时候，就说了异步消息处理机制。它是通过Handler, Looper, Message,Thread四个对象之间的联系来进行处理消息的。这种方式在功能上比较清晰，有多个后台任务的时候代码看起来比较有序。

所以说在实际开发过程中，根据需要来选择异步任务处理方式，就我个人而言，还是Handler方式用的比较多。

好了，本文基本技术了。由于我技术水平有限，如有错误或不同意见，欢迎指正与交流。

##优秀资料来源

慕课网 - Android必学-AsyncTask基础

Android必学之AsyncTask - caobotao

Android消息机制浅析 - xiasuhuei321

AsyncTask和Handler两种异步方式的实现和区别比较

##项目源码

Github - AsyncTaskDemo - IamXiaRui

个人博客：www.iamxiarui.com 原文链接：http://www.iamxiarui.com/?p=699

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