使用AsyncTask異步更新UI界面及原理分析

出自：http://www.92coding.com/blog/index.php/archives/362.html

概述： AsyncTask是在Android SDK 1.5之後推出的一個方便編寫後臺線程與UI線程交互的輔助類。AsyncTask的內部實現是一個線程池，所有提交的異步任務都會在這個線程池中的工作線程內執行，當工作線程需要跟UI線程交互時，工作線程會通過向在UI線程創建的Handler傳遞消息的方式，調用相關的回調函數，從而實現UI界面的更新。
AsyncTask抽象出後臺線程運行的五個狀態，分別是：1、準備運行，2、正在後臺運行，3、進度更新，4、完成後臺任務，5、取消任務，對於這五個階段，AsyncTask提供了五個回調函數：
1、準備運行：onPreExecute(),該回調函數在任務被執行之後立即由UI線程調用。這個步驟通常用來建立任務，在用戶接口（UI）上顯示進度條。
2、正在後臺運行：doInBackground(Params...),該回調函數由後臺線程在onPreExecute()方法執行結束後立即調用。通常在這裏執行耗時的後臺計算。計算的結果必須由該函數返回，並被傳遞到onPostExecute()中。在該函數內也可以使用publishProgress(Progress...)來發佈一個或多個進度單位(unitsof progress)。這些值將會在onProgressUpdate(Progress...)中被髮布到UI線程。
3. 進度更新：onProgressUpdate(Progress...),該函數由UI線程在publishProgress(Progress...)方法調用完後被調用。一般用於動態地顯示一個進度條。
4. 完成後臺任務：onPostExecute(Result),當後臺計算結束後調用。後臺計算的結果會被作爲參數傳遞給這一函數。
5、取消任務：onCancelled ()，在調用AsyncTask的cancel()方法時調用
AsyncTask的構造函數有三個模板參數：
1.Params，傳遞給後臺任務的參數類型。
2.Progress，後臺計算執行過程中，進步單位（progress　units）的類型。（就是後臺程序已經執行了百分之幾了。）
3.Result， 後臺執行返回的結果的類型。
AsyncTask並不總是需要使用上面的全部3種類型。標識不使用的類型很簡單，只需要使用Void類型即可。
例子：從網絡上下載圖片，下載完成後在UI界面上顯示出來，並會模擬下載進度更新。
AsyncTaskActivity.java 

1	package com.szy.demo;

2

3	import org.apache.http.HttpResponse;

4	import org.apache.http.client.HttpClient;

5	import org.apache.http.client.methods.HttpGet;

6	import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;

7

8	import android.app.Activity;

9	import android.graphics.Bitmap;

10	import android.graphics.BitmapFactory;

11	import android.os.AsyncTask;

12	import android.os.Bundle;

13	import android.view.View;

14	import android.view.View.OnClickListener;

15	import android.widget.Button;

16	import android.widget.ImageView;

17	import android.widget.ProgressBar;

18	import android.widget.Toast;

19

20

/**

21	*@author coolszy

22	*@date 2012-3-1

23	*@blog http://blog.92coding.com

24

*/

25	public class AsyncTaskActivity extends Activity

26

{

27

28	private ImageView mImageView;

29	private Button mBtnDownload;

30	private ProgressBar mProgressBar;

31

32

@Override

33	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)

34

{

35	super.onCreate(savedInstanceState);

36	setContentView(R.layout.main);

37

38	mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.imageView);

39	mBtnDownload = (Button) findViewById(R.id.btnDownload);

40	mProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);

41	mBtnDownload.setOnClickListener(new OnClickListener()

42

{

43

@Override

44	public void onClick(View v)

45

{

46	GetImageTask task = new GetImageTask();

47	task.execute("http://www.baidu.com/img/baidu_sylogo1.gif");

48

}

49

});

50

}

51

52	class GetImageTask extends AsyncTask<String, Integer, Bitmap>

53

{

54

/**

55	* 處理後臺執行的任務，在後臺線程執行

56

*/

57

@Override

58	protected Bitmap doInBackground(String... params)

59

{

60	publishProgress(0);// 將會調用onProgressUpdate(Integer... progress)方法

61	HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();

62	publishProgress(30);

63	HttpGet httpGet = new HttpGet(params[0]);// 獲取csdn的logo

64	final Bitmap bitmap;

65

try

66

{

67	HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet);

68

//獲取返回圖片

69	bitmap = BitmapFactory.decodeStream(httpResponse.getEntity().getContent());

70	} catch (Exception e)

71

{

72

73	return null;

74

}

75	publishProgress(100);

76	return bitmap;

77

}

78

79

/**

80	* 在調用publishProgress之後被調用，在UI線程執行

81

*/

82	protected void onProgressUpdate(Integer... progress)

83

{

84	mProgressBar.setProgress(progress[0]);// 更新進度條的進度

85

}

86

87

/**

88	* 後臺任務執行完之後被調用，在UI線程執行

89

*/

90	protected void onPostExecute(Bitmap result)

91

{

92	if (result != null)

93

{

94	Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "成功獲取圖片", Toast.LENGTH_LONG).show();

95	mImageView.setImageBitmap(result);

96

} else

97

{

98	Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "獲取圖片失敗", Toast.LENGTH_LONG).show();

99

}

100

}

101

102

/**

103	* 在 doInBackground(Params...)之前被調用，在UI線程執行

104

*/

105	protected void onPreExecute()

106

{

107	mImageView.setImageBitmap(null);

108	mProgressBar.setProgress(0);// 進度條復位

109

}

110

111

/**

112

* 在UI線程執行

113

*/

114	protected void onCancelled()

115

{

116	mProgressBar.setProgress(0);// 進度條復位

117

}

118

}

119

120

}

Activity佈局文件main.xml

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

2	<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

3	android:orientation="vertical"

4	android:layout_width="fill_parent"

5	android:layout_height="fill_parent">

6	<ProgressBar

7	android:id="@+id/progressBar"

8	android:layout_width="fill_parent"

9	android:layout_height="wrap_content"

10	style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"></ProgressBar>

11

<Button

12	android:id="@+id/btnDownload"

13	android:layout_width="wrap_content"

14	android:layout_height="wrap_content"

15	android:text="下載圖片"/>

16	<ImageView

17	android:id="@+id/imageView"

18	android:layout_height="wrap_content"

19	android:layout_width="wrap_content" />

20	</LinearLayout>

記得在AndroidManifest.xml加入相關權限

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

運行結果：  
 <a href="http://blog.92coding.com/wp-content/uploads/2012/03/AsyncTaskDemo.jpg" class="cboxElement" rel="example4" 362"="" style="text-decoration: initial; color: rgb(1, 150, 227);">
AsyncTask的實現原理
在分析實現流程之前，我們先了解一下AsyncTask有哪些成員變量。

1	private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5個核心工作線程

2	private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128個工作線程

3	private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空閒線程的超時時間爲1秒

4	private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =

5	new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待隊列

6	private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new

7	ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,

8	MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS,

9	sWorkQueue,sThreadFactory);//線程池是靜態變量，所有的異步任務都會放到這個線程池的工作線程內執行。

當點擊“下載圖片”按鈕之後會新建一個GetImageTask對象：

1	GetImageTask task = new GetImageTask();

此時會調用父類AsyncTask的構造函數：
AsyncTask.java

1	public AsyncTask()

2

{

3	mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>()

4

{

5	public Result call() throws Exception

6

{

7	Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

8	return doInBackground(mParams);

9

}

10

};

11

12	mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker)

13

{

14

@Override

15	protected void done()

16

{

17	Message message;

18	Result result = null;

19

try

20

{

21	result = get();

22	} catch (InterruptedException e)

23

{

24	android.util.Log.w(LOG_TAG, e);

25	} catch (ExecutionException e)

26

{

27	throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()", e.getCause());

28	} catch (CancellationException e)

29

{

30	message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL, new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));

31	message.sendToTarget();// 取消任務，發送MESSAGE_POST_CANCEL消息

32

return;

33	} catch (Throwable t)

34

{

35	throw new RuntimeException("An error occured while executing " + "doInBackground()", t);

36

}

37

38	message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));// 完成任務，發送MESSAGE_POST_RESULT消息並傳遞result對象

39	message.sendToTarget();

40

}

41

};

42

}

WorkerRunnable類實現了callable接口的call()方法，該函數會調用我們在AsyncTask子類中實現的doInBackground(mParams)方法，由此可見，WorkerRunnable封裝了我們要執行的異步任務。FutureTask中的protected void done() {}方法實現了異步任務狀態改變後的操作。當異步任務被取消，會向UI線程傳遞MESSAGE_POST_CANCEL消息，當任務成功執行，會向UI線程傳遞MESSAGE_POST_RESULT消息，並把執行結果傳遞到UI線程。
由此可知，AsyncTask在構造的時候已經定義好要異步執行的方法doInBackground(mParams)和任務狀態變化後的操作（包括失敗和成功）。
當創建完GetImageTask對象後，執行

1	task.execute("http://www.baidu.com/img/baidu_sylogo1.gif");

此時會調用AsyncTask的execute(Params...params)方法
AsyncTask.java

1	public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params)

2

{

3	if (mStatus != Status.PENDING)

4

{

5	switch (mStatus)

6

{

7	case RUNNING:

8	throw newIllegalStateException("Cannot execute task:" + " the taskis already running.");

9	case FINISHED:

10	throw newIllegalStateException("Cannot execute task:" + " the taskhas already been executed " + "(a task canbe executed only once)");

11

}

12

}

13	mStatus = Status.RUNNING;

14	onPreExecute();// 運行在ui線程，在提交任務到線程池之前執行

15	mWorker.mParams = params;

16	sExecutor.execute(mFuture);// 提交任務到線程池

17	return this;

18

}

當任務正在執行或者已經完成，會拋出IllegalStateException，由此可知我們不能夠重複調用execute(Params...params)方法。在提交任務到線程池之前，調用了onPreExecute()方法。然後才執行sExecutor.execute(mFuture)是任務提交到線程池。
前面我們說到，當任務的狀態發生改變時（1、執行成功2、取消執行3、進度更新），工作線程會向UI線程的Handler傳遞消息，Handler要處理其他線程傳遞過來的消息。在AsyncTask中，InternalHandler是在UI線程上創建的，它接收來自工作線程的消息，實現代碼如下：
AsyncTask.java

1	private static class InternalHandler extends Handler

2

{

3	@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})

4

@Override

5	public voidhandleMessage(Message msg) {

6	AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;

7	switch (msg.what) {

8	caseMESSAGE_POST_RESULT:

9	// There is onlyone result

10	result.mTask.finish(result.mData[0]);//執行任務成功

11

break;

12	caseMESSAGE_POST_PROGRESS:

13	result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//進度更新

14

break;

15	caseMESSAGE_POST_CANCEL:

16	result.mTask.onCancelled();//取消任務

17

break;

18

}

19

}

20

}

當接收到消息之後，AsyncTask會調用自身相應的回調方法。

總結：1、 AsyncTask的本質是一個靜態的線程池，AsyncTask派生出的子類可以實現不同的異步任務，這些任務都是提交到靜態的線程池中執行。
2、線程池中的工作線程執行doInBackground(mParams)方法執行異步任務
3、當任務狀態改變之後，工作線程會向UI線程發送消息，AsyncTask內部的InternalHandler響應這些消息，並調用相關的回調函數

實例代碼下載地址：http://115.com/file/an99m34l#AsyncTaskDemo.rar