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

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packagecom.zhuozhuo;
importorg.apache.http.HttpResponse;
importorg.apache.http.client.HttpClient;
importorg.apache.http.client.methods.HttpGet;
importorg.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
importandroid.app.Activity;
importandroid.graphics.Bitmap;
importandroid.graphics.BitmapFactory;
importandroid.os.AsyncTask;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.view.View;
importandroid.view.View.OnClickListener;
importandroid.widget.Button;
importandroid.widget.ImageView;
importandroid.widget.ProgressBar;
importandroid.widget.Toast;
publicclassAsyncTaskActivityextendsActivity{
privateImageViewmImageView;
privateButtonmButton;
privateProgressBarmProgressBar;
@Override
publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
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(newOnClickListener(){
@Override
publicvoidonClick(Viewv){
GetCSDNLogoTasktask=newGetCSDNLogoTask();
task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
}
});
}
classGetCSDNLogoTaskextendsAsyncTask<String,Integer,Bitmap>{//继承AsyncTask
@Override
protectedBitmapdoInBackground(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
HttpClienthc=newDefaultHttpClient();
publishProgress(30);
HttpGethg=newHttpGet(params[0]);//获取csdn的logo
finalBitmapbm;
try{
HttpResponsehr=hc.execute(hg);
bm=BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());
}catch(Exceptione){
returnnull;
}
publishProgress(100);
//mImageView.setImageBitmap(result);不能在后台线程操作ui
returnbm;
}
protectedvoidonProgressUpdate(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
}
protectedvoidonPostExecute(Bitmapresult){//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();
}
}
protectedvoidonPreExecute(){//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
}
protectedvoidonCancelled(){//在ui线程执行
mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
}
}
}

main.xml

[html]view plaincopy

<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
<LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent">
<ProgressBarandroid:layout_width="fill_parent"android:layout_height="wrap_content"android:id="@+id/progressBar"style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"></ProgressBar>
<Buttonandroid:id="@+id/button"android:text="下载图片"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"></Button>
<ImageViewandroid:id="@+id/imageView"android:layout_height="wrap_content"
android:layout_width="wrap_content"/>
</LinearLayout>

mainifest.xml

[html]view plaincopy

<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
<manifestxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.zhuozhuo"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0">
<uses-sdkandroid:minSdkVersion="10"/>
<uses-permissionandroid:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
<applicationandroid:icon="@drawable/icon"android:label="@string/app_name">
<activityandroid:name=".AsyncTaskActivity"
android:label="@string/app_name">
<intent-filter>
<actionandroid:name="android.intent.action.MAIN"/>
<categoryandroid:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
</intent-filter>
</activity>
</application>
</manifest>

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。

[java]view plaincopy

privatestaticfinalintCORE_POOL_SIZE=5;//5个核心工作线程
privatestaticfinalintMAXIMUM_POOL_SIZE=128;//最多128个工作线程
privatestaticfinalintKEEP_ALIVE=1;//空闲线程的超时时间为1秒
privatestaticfinalBlockingQueue<Runnable>sWorkQueue=
newLinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
privatestaticfinalThreadPoolExecutorsExecutor=newThreadPoolExecutor(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：

[java]view plaincopy

GetCSDNLogoTasktask=newGetCSDNLogoTask();

此时会调用父类AsyncTask的构造函数：

AsyncTask.java

[java]view plaincopy

publicAsyncTask(){
mWorker=newWorkerRunnable<Params,Result>(){
publicResultcall()throwsException{
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
returndoInBackground(mParams);
}
};
mFuture=newFutureTask<Result>(mWorker){
@Override
protectedvoiddone(){
Messagemessage;
Resultresult=null;
try{
result=get();
}catch(InterruptedExceptione){
android.util.Log.w(LOG_TAG,e);
}catch(ExecutionExceptione){
thrownewRuntimeException("AnerroroccuredwhileexecutingdoInBackground()",
e.getCause());
}catch(CancellationExceptione){
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,(Result[])null));
message.sendToTarget();//取消任务，发送MESSAGE_POST_CANCEL消息
return;
}catch(Throwablet){
thrownewRuntimeException("Anerroroccuredwhileexecuting"
+"doInBackground()",t);
}
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
newAsyncTaskResult<Result>(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

[java]view plaincopy

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 plaincopy

publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>execute(Params...params){
if(mStatus!=Status.PENDING){
switch(mStatus){
caseRUNNING:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskisalreadyrunning.");
caseFINISHED:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskhasalreadybeenexecuted"
+"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
}
}
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
returnthis;
}

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 plaincopy

privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;
switch(msg.what){
caseMESSAGE_POST_RESULT:
//Thereisonlyoneresult
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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