Android异步处理四：AsyncTask的实现原理

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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

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() {@Overridepublic void onClick(View v) {GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");}});    }        class GetCSDNLogoTask extends AsyncTask {//继承AsyncTask@Overrideprotected 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logofinal 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uireturn 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"?>

mainifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

运行结果：

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 sWorkQueue =           new LinkedBlockingQueue(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执行。

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

public AsyncTask() {        mWorker = new WorkerRunnable() {            public Result call() throws Exception {                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);                return doInBackground(mParams);            }        };        mFuture = new FutureTask(mWorker) {            @Override            protected void done() {                Message message;                Result result = null;                try {                    result = 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) {                    message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,                            new AsyncTaskResult(AsyncTask.this, (Result[]) null));                    message.sendToTarget();//取消任务，发送MESSAGE_POST_CANCEL消息                    return;                } catch (Throwable t) {                    throw new RuntimeException("An error occured while executing "                            + "doInBackground()", t);                }                message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,                        new AsyncTaskResult(AsyncTask.this, result));//完成任务，发送MESSAGE_POST_RESULT消息并传递result对象                message.sendToTarget();            }        };    }

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

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 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 this;}

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

private static class InternalHandler extends Handler {       @SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})        @Override        public voidhandleMessage(Message msg) {            AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;            switch (msg.what) {                caseMESSAGE_POST_RESULT:                    // There is onlyone result                    result.mTask.finish(result.mData[0]);//执行任务成功                    break;                caseMESSAGE_POST_PROGRESS:                   result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//进度更新                    break;                caseMESSAGE_POST_CANCEL:                    result.mTask.onCancelled();//取消任务                    break;            }        }    }

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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