详解Android中AsyncTask的使用

在Android中实现异步任务机制有两种方式，Handler和AsyncTask。

Handler模式需要为每一个任务创建一个新的线程，任务完成后通过Handler实例向UI线程发送消息，完成界面的更新，这种方式对于整个过程的控制比较精细，但也是有缺点的，例如代码相对臃肿，在多个任务同时执行时，不易对线程进行精确的控制。关于Handler的相关知识，前面也有所介绍，不清楚的朋友们可以参照一下。

为了简化操作，Android1.5提供了工具类android.os.AsyncTask，它使创建异步任务变得更加简单，不再需要编写任务线程和Handler实例即可完成相同的任务。

先来看看AsyncTask的定义：

[java] view plain copy

publicabstractclassAsyncTask<Params,Progress,Result>{

三种泛型类型分别代表“启动任务执行的输入参数”、“后台任务执行的进度”、“后台计算结果的类型”。在特定场合下，并不是所有类型都被使用，如果没有被使用，可以用java.lang.Void类型代替。

一个异步任务的执行一般包括以下几个步骤：

1.execute(Params... params)，执行一个异步任务，需要我们在代码中调用此方法，触发异步任务的执行。

2.onPreExecute()，在execute(Params... params)被调用后立即执行，一般用来在执行后台任务前对UI做一些标记。

3.doInBackground(Params... params)，在onPreExecute()完成后立即执行，用于执行较为费时的操作，此方法将接收输入参数和返回计算结果。在执行过程中可以调用publishProgress(Progress... values)来更新进度信息。

4.onProgressUpdate(Progress... values)，在调用publishProgress(Progress... values)时，此方法被执行，直接将进度信息更新到UI组件上。

5.onPostExecute(Result result)，当后台操作结束时，此方法将会被调用，计算结果将做为参数传递到此方法中，直接将结果显示到UI组件上。

在使用的时候，有几点需要格外注意：

1.异步任务的实例必须在UI线程中创建。

2.execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。

3.不要手动调用onPreExecute()，doInBackground(Params... params)，onProgressUpdate(Progress... values)，onPostExecute(Result result)这几个方法。

4.不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

5.一个任务实例只能执行一次，如果执行第二次将会抛出异常。

接下来，我们来看看如何使用AsyncTask执行异步任务操作，我们先建立一个项目，结构如下：

结构相对简单一些，让我们先看看MainActivity.java的代码：

[java] view plain copy

packagecom.scott.async;
importjava.io.ByteArrayOutputStream;
importjava.io.InputStream;
importorg.apache.http.HttpEntity;
importorg.apache.http.HttpResponse;
importorg.apache.http.HttpStatus;
importorg.apache.http.client.HttpClient;
importorg.apache.http.client.methods.HttpGet;
importorg.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
importandroid.app.Activity;
importandroid.os.AsyncTask;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.util.Log;
importandroid.view.View;
importandroid.widget.Button;
importandroid.widget.ProgressBar;
importandroid.widget.TextView;
publicclassMainActivityextendsActivity{
privatestaticfinalStringTAG="ASYNC_TASK";
privateButtonexecute;
privateButtoncancel;
privateProgressBarprogressBar;
privateTextViewtextView;
privateMyTaskmTask;
@Override
publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
execute=(Button)findViewById(R.id.execute);
execute.setOnClickListener(newView.OnClickListener(){
@Override
publicvoidonClick(Viewv){
//注意每次需new一个实例,新建的任务只能执行一次,否则会出现异常
mTask=newMyTask();
mTask.execute("http://www.baidu.com");
execute.setEnabled(false);
cancel.setEnabled(true);
}
});
cancel=(Button)findViewById(R.id.cancel);
cancel.setOnClickListener(newView.OnClickListener(){
@Override
publicvoidonClick(Viewv){
//取消一个正在执行的任务,onCancelled方法将会被调用
mTask.cancel(true);
}
});
progressBar=(ProgressBar)findViewById(R.id.progress_bar);
textView=(TextView)findViewById(R.id.text_view);
}
privateclassMyTaskextendsAsyncTask<String,Integer,String>{
//onPreExecute方法用于在执行后台任务前做一些UI操作
@Override
protectedvoidonPreExecute(){
Log.i(TAG,"onPreExecute()called");
textView.setText("loading...");
}
//doInBackground方法内部执行后台任务,不可在此方法内修改UI
@Override
protectedStringdoInBackground(String...params){
Log.i(TAG,"doInBackground(Params...params)called");
try{
HttpClientclient=newDefaultHttpClient();
HttpGetget=newHttpGet(params[0]);
HttpResponseresponse=client.execute(get);
if(response.getStatusLine().getStatusCode()==HttpStatus.SC_OK){
HttpEntityentity=response.getEntity();
InputStreamis=entity.getContent();
longtotal=entity.getContentLength();
ByteArrayOutputStreambaos=newByteArrayOutputStream();
byte[]buf=newbyte[1024];
intcount=0;
intlength=-1;
while((length=is.read(buf))!=-1){
baos.write(buf,0,length);
count+=length;
//调用publishProgress公布进度,最后onProgressUpdate方法将被执行
publishProgress((int)((count/(float)total)*100));
//为了演示进度,休眠500毫秒
Thread.sleep(500);
}
returnnewString(baos.toByteArray(),"gb2312");
}
}catch(Exceptione){
Log.e(TAG,e.getMessage());
}
returnnull;
}
//onProgressUpdate方法用于更新进度信息
@Override
protectedvoidonProgressUpdate(Integer...progresses){
Log.i(TAG,"onProgressUpdate(Progress...progresses)called");
progressBar.setProgress(progresses[0]);
textView.setText("loading..."+progresses[0]+"%");
}
//onPostExecute方法用于在执行完后台任务后更新UI,显示结果
@Override
protectedvoidonPostExecute(Stringresult){
Log.i(TAG,"onPostExecute(Resultresult)called");
textView.setText(result);
execute.setEnabled(true);
cancel.setEnabled(false);
}
//onCancelled方法用于在取消执行中的任务时更改UI
@Override
protectedvoidonCancelled(){
Log.i(TAG,"onCancelled()called");
textView.setText("cancelled");
progressBar.setProgress(0);
execute.setEnabled(true);
cancel.setEnabled(false);
}
}
}

布局文件main.xml代码如下：

[xhtml] view plain copy

<?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">
<Button
android:id="@+id/execute"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="execute"/>
<Button
android:id="@+id/cancel"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:enabled="false"
android:text="cancel"/>
<ProgressBar
android:id="@+id/progress_bar"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:progress="0"
android:max="100"
style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/>
<ScrollView
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content">
<TextView
android:id="@+id/text_view"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"/>
</ScrollView>
</LinearLayout>

因为需要访问网络，所以我们还需要在AndroidManifest.xml中加入访问网络的权限：

[xhtml] view plain copy

<uses-permissionandroid:name="android.permission.INTERNET"/>

我们来看一下运行时的界面：

以上几个截图分别是初始界面、执行异步任务时界面、执行成功后界面、取消任务后界面。执行成功后，整个过程日志打印如下：

如果我们在执行任务时按下了“cancel”按钮，日志打印如下：

可以看到onCancelled()方法将会被调用，onPostExecute(Result result)方法将不再被调用。

上面介绍了AsyncTask的基本应用，有些朋友也许会有疑惑，AsyncTask内部是怎么执行的呢，它执行的过程跟我们使用Handler又有什么区别呢？答案是：AsyncTask是对Thread+Handler良好的封装，在android.os.AsyncTask代码里仍然可以看到Thread和Handler的踪迹。下面就向大家详细介绍一下AsyncTask的执行原理。

我们先看一下AsyncTask的大纲视图：

我们可以看到关键几个步骤的方法都在其中，doInBackground(Params... params)是一个抽象方法，我们继承AsyncTask时必须覆写此方法；onPreExecute()、onProgressUpdate(Progress... values)、onPostExecute(Result result)、onCancelled()这几个方法体都是空的，我们需要的时候可以选择性的覆写它们；publishProgress(Progress... values)是final修饰的，不能覆写，只能去调用，我们一般会在doInBackground(Params... params)中调用此方法；另外，我们可以看到有一个Status的枚举类和getStatus()方法，Status枚举类代码段如下：

[java] view plain copy

//初始状态
privatevolatileStatusmStatus=Status.PENDING;
publicenumStatus{
/**
*Indicatesthatthetaskhasnotbeenexecutedyet.
*/
PENDING,
/**
*Indicatesthatthetaskisrunning.
*/
RUNNING,
/**
*Indicatesthat{@linkAsyncTask#onPostExecute}hasfinished.
*/
FINISHED,
}
/**
*Returnsthecurrentstatusofthistask.
*
*@returnThecurrentstatus.
*/
publicfinalStatusgetStatus(){
returnmStatus;
}

可以看到，AsyncTask的初始状态为PENDING，代表待定状态，RUNNING代表执行状态，FINISHED代表结束状态，这几种状态在AsyncTask一次生命周期内的很多地方被使用，非常重要。

介绍完大纲视图相关内容之后，接下来，我们会从execute(Params... params)作为入口，重点分析一下AsyncTask的执行流程，我们来看一下execute(Params... params)方法的代码段：

[java] view plain copy

publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>execute(Params...params){
if(mStatus!=Status.PENDING){
switch(mStatus){
caseRUNNING:
//如果该任务正在被执行则抛出异常
//值得一提的是,在调用cancel取消任务后,状态仍未RUNNING
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskisalreadyrunning.");
caseFINISHED:
//如果该任务已经执行完成则抛出异常
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskhasalreadybeenexecuted"
+"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
}
}
//改变状态为RUNNING
mStatus=Status.RUNNING;
//调用onPreExecute方法
onPreExecute();
mWorker.mParams=params;
sExecutor.execute(mFuture);
returnthis;
}

代码中涉及到三个陌生的变量：mWorker、sExecutor、mFuture，我们也会看一下他们的庐山真面目：

关于sExecutor，它是java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的实例，用于管理线程的执行。代码如下：

[java] view plain copy

privatestaticfinalintCORE_POOL_SIZE=5;
privatestaticfinalintMAXIMUM_POOL_SIZE=128;
privatestaticfinalintKEEP_ALIVE=10;
//新建一个队列用来存放线程
privatestaticfinalBlockingQueue<Runnable>sWorkQueue=
newLinkedBlockingQueue<Runnable>(10);
//新建一个线程工厂
privatestaticfinalThreadFactorysThreadFactory=newThreadFactory(){
privatefinalAtomicIntegermCount=newAtomicInteger(1);
//新建一个线程
publicThreadnewThread(Runnabler){
returnnewThread(r,"AsyncTask#"+mCount.getAndIncrement());
}
};
//新建一个线程池执行器,用于管理线程的执行
privatestaticfinalThreadPoolExecutorsExecutor=newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,TimeUnit.SECONDS,sWorkQueue,sThreadFactory);

mWorker实际上是AsyncTask的一个的抽象内部类的实现对象实例，它实现了Callable<Result>接口中的call()方法，代码如下：

[java] view plain copy

privatestaticabstractclassWorkerRunnable<Params,Result>implementsCallable<Result>{
Params[]mParams;
}

而mFuture实际上是java.util.concurrent.FutureTask的实例，下面是它的FutureTask类的相关信息：

[java] view plain copy

/**
*Acancellableasynchronouscomputation.
*...
*/
publicclassFutureTask<V>implementsRunnableFuture<V>{

[java] view plain copy

publicinterfaceRunnableFuture<V>extendsRunnable,Future<V>{
/**
*SetsthisFuturetotheresultofitscomputation
*unlessithasbeencancelled.
*/
voidrun();
}

可以看到FutureTask是一个可以中途取消的用于异步计算的类。

下面是mWorker和mFuture实例在AsyncTask中的体现：

[java] view plain copy

privatefinalWorkerRunnable<Params,Result>mWorker;
privatefinalFutureTask<Result>mFuture;
publicAsyncTask(){
mWorker=newWorkerRunnable<Params,Result>(){
//call方法被调用后,将设置优先级为后台级别,然后调用AsyncTask的doInBackground方法
publicResultcall()throwsException{
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
returndoInBackground(mParams);
}
};
//在mFuture实例中,将会调用mWorker做后台任务,完成后会调用done方法
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){
//发送取消任务的消息
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,(Result[])null));
message.sendToTarget();
return;
}catch(Throwablet){
thrownewRuntimeException("Anerroroccuredwhileexecuting"
+"doInBackground()",t);
}
//发送显示结果的消息
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,result));
message.sendToTarget();
}
};
}

我们看到上面的代码中，mFuture实例对象的done()方法中，如果捕捉到了CancellationException类型的异常，则发送一条“MESSAGE_POST_CANCEL”的消息；如果顺利执行，则发送一条“MESSAGE_POST_RESULT”的消息，而消息都与一个sHandler对象关联。这个sHandler实例实际上是AsyncTask内部类InternalHandler的实例，而InternalHandler正是继承了Handler，下面我们来分析一下它的代码：

[java] view plain copy

privatestaticfinalintMESSAGE_POST_RESULT=0x1;//显示结果
privatestaticfinalintMESSAGE_POST_PROGRESS=0x2;//更新进度
privatestaticfinalintMESSAGE_POST_CANCEL=0x3;//取消任务
privatestaticfinalInternalHandlersHandler=newInternalHandler();
privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;
switch(msg.what){
caseMESSAGE_POST_RESULT:
//Thereisonlyoneresult
//调用AsyncTask.finish方法
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
//调用AsyncTask.onProgressUpdate方法
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
caseMESSAGE_POST_CANCEL:
//调用AsyncTask.onCancelled方法
result.mTask.onCancelled();
break;
}
}
}

我们看到，在处理消息时，遇到“MESSAGE_POST_RESULT”时，它会调用AsyncTask中的finish()方法，我们来看一下finish()方法的定义：

[java] view plain copy

privatevoidfinish(Resultresult){
if(isCancelled())result=null;
onPostExecute(result);//调用onPostExecute显示结果
mStatus=Status.FINISHED;//改变状态为FINISHED
}

原来finish()方法是负责调用onPostExecute(Result result)方法显示结果并改变任务状态的啊。

另外，在mFuture对象的done()方法里，构建一个消息时，这个消息包含了一个AsyncTaskResult类型的对象，然后在sHandler实例对象的handleMessage(Message msg)方法里，使用下面这种方式取得消息中附带的对象：

[java] view plain copy

AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;

这个AsyncTaskResult究竟是什么呢，它又包含什么内容呢？其实它也是AsyncTask的一个内部类，是用来包装执行结果的一个类，让我们来看一下它的代码结构：

[java] view plain copy

@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
privatestaticclassAsyncTaskResult<Data>{
finalAsyncTaskmTask;
finalData[]mData;
AsyncTaskResult(AsyncTasktask,Data...data){
mTask=task;
mData=data;
}
}

看以看到这个AsyncTaskResult封装了一个AsyncTask的实例和某种类型的数据集，我们再来看一下构建消息时的代码：

[java] view plain copy

//发送取消任务的消息
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,(Result[])null));
message.sendToTarget();

[java] view plain copy

//发送显示结果的消息
message=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
newAsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this,result));
message.sendToTarget();

在处理消息时是如何使用这个对象呢，我们再来看一下：

[java] view plain copy

result.mTask.finish(result.mData[0]);

[java] view plain copy

result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);

概括来说，当我们调用execute(Params... params)方法后，execute方法会调用onPreExecute()方法，然后由ThreadPoolExecutor实例sExecutor执行一个FutureTask任务，这个过程中doInBackground(Params... params)将被调用，如果被开发者覆写的doInBackground(Params... params)方法中调用了publishProgress(Progress... values)方法，则通过InternalHandler实例sHandler发送一条MESSAGE_POST_PROGRESS消息，更新进度，sHandler处理消息时onProgressUpdate(Progress... values)方法将被调用；如果遇到异常，则发送一条MESSAGE_POST_CANCEL的消息，取消任务，sHandler处理消息时onCancelled()方法将被调用；如果执行成功，则发送一条MESSAGE_POST_RESULT的消息，显示结果，sHandler处理消息时onPostExecute(Result result)方法被调用。

经过上面的介绍，相信朋友们都已经认识到AsyncTask的本质了，它对Thread+Handler的良好封装，减少了开发者处理问题的复杂度，提高了开发效率，希望朋友们能多多体会一下。

详解Android中AsyncTask的使用

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