詳解Android中AsyncTask的使用

在Android中實現異步任務機制有兩種方式，Handler和AsyncTask。

Handler模式需要爲每一個任務創建一個新的線程，任務完成後通過Handler實例向UI線程發送消息，完成界面的更新，這種方式對於整個過程的控制比較精細，但也是有缺點的，例如代碼相對臃腫，在多個任務同時執行時，不易對線程進行精確的控制。關於Handler的相關知識，前面也有所介紹，不清楚的朋友們可以參照一下。

爲了簡化操作，Android1.5提供了工具類android.os.AsyncTask，它使創建異步任務變得更加簡單，不再需要編寫任務線程和Handler實例即可完成相同的任務。

先來看看AsyncTask的定義：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {

三種泛型類型分別代表“啓動任務執行的輸入參數”、“後臺任務執行的進度”、“後臺計算結果的類型”。在特定場合下，並不是所有類型都被使用，如果沒有被使用，可以用java.lang.Void類型代替。

一個異步任務的執行一般包括以下幾個步驟：

1.execute(Params... params)，執行一個異步任務，需要我們在代碼中調用此方法，觸發異步任務的執行。

2.onPreExecute()，在execute(Params... params)被調用後立即執行，一般用來在執行後臺任務前對UI做一些標記。

3.doInBackground(Params... params)，在onPreExecute()完成後立即執行，用於執行較爲費時的操作，此方法將接收輸入參數和返回計算結果。在執行過程中可以調用publishProgress(Progress... values)來更新進度信息。

4.onProgressUpdate(Progress... values)，在調用publishProgress(Progress... values)時，此方法被執行，直接將進度信息更新到UI組件上。

5.onPostExecute(Result result)，當後臺操作結束時，此方法將會被調用，計算結果將做爲參數傳遞到此方法中，直接將結果顯示到UI組件上。

在使用的時候，有幾點需要格外注意：

1.異步任務的實例必須在UI線程中創建。

2.execute(Params... params)方法必須在UI線程中調用。

3.不要手動調用onPreExecute()，doInBackground(Params... params)，onProgressUpdate(Progress... values)，onPostExecute(Result result)這幾個方法。

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

5.一個任務實例只能執行一次，如果執行第二次將會拋出異常。

接下來，我們來看看如何使用AsyncTask執行異步任務操作，我們先建立一個項目，結構如下：

結構相對簡單一些，讓我們先看看MainActivity.java的代碼：

package com.scott.async;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.InputStream;

import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.HttpResponse;
import org.apache.http.HttpStatus;
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.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends Activity {

    private static final String TAG = "ASYNC_TASK";

    private Button execute;
    private Button cancel;
    private ProgressBar progressBar;
    private TextView textView;

    private MyTask mTask;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);

        execute = (Button) findViewById(R.id.execute);
        execute.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //注意每次需new一個實例,新建的任務只能執行一次,否則會出現異常
                mTask = new MyTask();
                mTask.execute("http://www.baidu.com");

                execute.setEnabled(false);
                cancel.setEnabled(true);
            }
        });
        cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
        cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //取消一個正在執行的任務,onCancelled方法將會被調用
                mTask.cancel(true);
            }
        });
        progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.text_view);

    }

    private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
        //onPreExecute方法用於在執行後臺任務前做一些UI操作
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            Log.i(TAG, "onPreExecute() called");
            textView.setText("loading...");
        }

        //doInBackground方法內部執行後臺任務,不可在此方法內修改UI
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            Log.i(TAG, "doInBackground(Params... params) called");
            try {
                HttpClient client = new DefaultHttpClient();
                HttpGet get = new HttpGet(params[0]);
                HttpResponse response = client.execute(get);
                if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK) {
                    HttpEntity entity = response.getEntity();
                    InputStream is = entity.getContent();
                    long total = entity.getContentLength();
                    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                    byte[] buf = new byte[1024];
                    int count = 0;
                    int length = -1;
                    while ((length = is.read(buf)) != -1) {
                        baos.write(buf, 0, length);
                        count += length;
                        //調用publishProgress公佈進度,最後onProgressUpdate方法將被執行
                        publishProgress((int) ((count / (float) total) * 100));
                        //爲了演示進度,休眠500毫秒
                        Thread.sleep(500);
                    }
                    return new String(baos.toByteArray(), "gb2312");
                }
            } catch (Exception e) {
                Log.e(TAG, e.getMessage());
            }
            return null;
        }

        //onProgressUpdate方法用於更新進度信息
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
            Log.i(TAG, "onProgressUpdate(Progress... progresses) called");
            progressBar.setProgress(progresses[0]);
            textView.setText("loading..." + progresses[0] + "%");
        }

        //onPostExecute方法用於在執行完後臺任務後更新UI,顯示結果
        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            Log.i(TAG, "onPostExecute(Result result) called");
            textView.setText(result);

            execute.setEnabled(true);
            cancel.setEnabled(false);
        }

        //onCancelled方法用於在取消執行中的任務時更改UI
        @Override
        protected void onCancelled() {
            Log.i(TAG, "onCancelled() called");
            textView.setText("cancelled");
            progressBar.setProgress(0);

            execute.setEnabled(true);
            cancel.setEnabled(false);
        }
    }
}

佈局文件main.xml代碼如下：

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

因爲需要訪問網絡，所以我們還需要在AndroidManifest.xml中加入訪問網絡的權限：

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

我們來看一下運行時的界面：

以上幾個截圖分別是初始界面、執行異步任務時界面、執行成功後界面、取消任務後界面。執行成功後，整個過程日誌打印如下：

如果我們在執行任務時按下了“cancel”按鈕，日誌打印如下：

可以看到onCancelled()方法將會被調用，onPostExecute(Result result)方法將不再被調用。

上面介紹了AsyncTask的基本應用，有些朋友也許會有疑惑，AsyncTask內部是怎麼執行的呢，它執行的過程跟我們使用Handler又有什麼區別呢？答案是：AsyncTask是對Thread+Handler良好的封裝，在android.os.AsyncTask代碼裏仍然可以看到Thread和Handler的蹤跡。下面就向大家詳細介紹一下AsyncTask的執行原理。

我們先看一下AsyncTask的大綱視圖：

我們可以看到關鍵幾個步驟的方法都在其中，doInBackground(Params... params)是一個抽象方法，我們繼承AsyncTask時必須覆寫此方法；onPreExecute()、onProgressUpdate(Progress... values)、onPostExecute(Result result)、onCancelled()這幾個方法體都是空的，我們需要的時候可以選擇性的覆寫它們；publishProgress(Progress... values)是final修飾的，不能覆寫，只能去調用，我們一般會在doInBackground(Params... params)中調用此方法；另外，我們可以看到有一個Status的枚舉類和getStatus()方法，Status枚舉類代碼段如下：

        //初始狀態
    private volatile Status mStatus = Status.PENDING;

    public enum Status {
        /**
         * Indicates that the task has not been executed yet.
         */
        PENDING,
        /**
         * Indicates that the task is running.
         */
        RUNNING,
        /**
         * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished.
         */
        FINISHED,
    }

/**
     * Returns the current status of this task.
     *
     * @return The current status.
     */
    public final Status getStatus() {
        return mStatus;
    }

可以看到，AsyncTask的初始狀態爲PENDING，代表待定狀態，RUNNING代表執行狀態，FINISHED代表結束狀態，這幾種狀態在AsyncTask一次生命週期內的很多地方被使用，非常重要。

介紹完大綱視圖相關內容之後，接下來，我們會從execute(Params... params)作爲入口，重點分析一下AsyncTask的執行流程，我們來看一下execute(Params... params)方法的代碼段：

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        if (mStatus != Status.PENDING) {
            switch (mStatus) {
                case RUNNING:
                    //如果該任務正在被執行則拋出異常
                    //值得一提的是,在調用cancel取消任務後,狀態仍未RUNNING
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    //如果該任務已經執行完成則拋出異常
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            }
        }

        //改變狀態爲RUNNING
        mStatus = Status.RUNNING;

        //調用onPreExecute方法
        onPreExecute();

        mWorker.mParams = params;
        sExecutor.execute(mFuture);

        return this;
    }

代碼中涉及到三個陌生的變量：mWorker、sExecutor、mFuture，我們也會看一下他們的廬山真面目：

關於sExecutor，它是java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的實例，用於管理線程的執行。代碼如下：

private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;
   private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;
   private static final int KEEP_ALIVE = 10;

//新建一個隊列用來存放線程
   private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
           new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);
//新建一個線程工廠
   private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
       private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
    //新建一個線程
       public Thread newThread(Runnable r) {
           return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
       }
   };
//新建一個線程池執行器,用於管理線程的執行
   private static final ThreadPoolExecutor sExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
           MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue, sThreadFactory);

mWorker實際上是AsyncTask的一個的抽象內部類的實現對象實例，它實現了Callable<Result>接口中的call()方法，代碼如下：

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
        Params[] mParams;
    }

而mFuture實際上是java.util.concurrent.FutureTask的實例，下面是它的FutureTask類的相關信息：

/**
 * A cancellable asynchronous computation.
 * ...
 */
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    /**
     * Sets this Future to the result of its computation
     * unless it has been cancelled.
     */
    void run();
}

可以看到FutureTask是一個可以中途取消的用於異步計算的類。

下面是mWorker和mFuture實例在AsyncTask中的體現：

   private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
   private final FutureTask<Result> mFuture;

public AsyncTask() {
       mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
           //call方法被調用後,將設置優先級爲後臺級別,然後調用AsyncTask的doInBackground方法
        public Result call() throws Exception {
               Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
               return doInBackground(mParams);
           }
       };

    //在mFuture實例中,將會調用mWorker做後臺任務,完成後會調用done方法
       mFuture = new FutureTask<Result>(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) {
                //發送取消任務的消息
                   message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
                           new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
                   message.sendToTarget();
                   return;
               } catch (Throwable t) {
                   throw new RuntimeException("An error occured while executing "
                           + "doInBackground()", t);
               }

            //發送顯示結果的消息
               message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                       new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));
               message.sendToTarget();
           }
       };
   }

 我們看到上面的代碼中，mFuture實例對象的done()方法中，如果捕捉到了CancellationException類型的異常，則發送一條“MESSAGE_POST_CANCEL”的消息；如果順利執行，則發送一條“MESSAGE_POST_RESULT”的消息，而消息都與一個sHandler對象關聯。這個sHandler實例實際上是AsyncTask內部類InternalHandler的實例，而InternalHandler正是繼承了Handler，下面我們來分析一下它的代碼：

private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1; //顯示結果
   private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;    //更新進度
   private static final int MESSAGE_POST_CANCEL = 0x3;  //取消任務

   private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();

private static class InternalHandler extends Handler {
       @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
       @Override
       public void handleMessage(Message msg) {
           AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
           switch (msg.what) {
               case MESSAGE_POST_RESULT:
                   // There is only one result
                //調用AsyncTask.finish方法
                   result.mTask.finish(result.mData[0]);
                   break;
               case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                   //調用AsyncTask.onProgressUpdate方法
                result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                   break;
               case MESSAGE_POST_CANCEL:
                //調用AsyncTask.onCancelled方法
                   result.mTask.onCancelled();
                   break;
           }
       }
   }

我們看到，在處理消息時，遇到“MESSAGE_POST_RESULT”時，它會調用AsyncTask中的finish()方法，我們來看一下finish()方法的定義：

private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) result = null;
        onPostExecute(result);  //調用onPostExecute顯示結果
        mStatus = Status.FINISHED;  //改變狀態爲FINISHED
    }

原來finish()方法是負責調用onPostExecute(Result result)方法顯示結果並改變任務狀態的啊。

另外，在mFuture對象的done()方法裏，構建一個消息時，這個消息包含了一個AsyncTaskResult類型的對象，然後在sHandler實例對象的handleMessage(Message msg)方法裏，使用下面這種方式取得消息中附帶的對象：

AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;

這個AsyncTaskResult究竟是什麼呢，它又包含什麼內容呢？其實它也是AsyncTask的一個內部類，是用來包裝執行結果的一個類，讓我們來看一下它的代碼結構：

@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
private static class AsyncTaskResult<Data> {
    final AsyncTask mTask;
    final Data[] mData;

    AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
        mTask = task;
        mData = data;
    }
}

看以看到這個AsyncTaskResult封裝了一個AsyncTask的實例和某種類型的數據集，我們再來看一下構建消息時的代碼：

//發送取消任務的消息
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
        new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
message.sendToTarget();

//發送顯示結果的消息
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
         new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));
message.sendToTarget();

在處理消息時是如何使用這個對象呢，我們再來看一下：

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

result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);

概括來說，當我們調用execute(Params... params)方法後，execute方法會調用onPreExecute()方法，然後由ThreadPoolExecutor實例sExecutor執行一個FutureTask任務，這個過程中doInBackground(Params... params)將被調用，如果被開發者覆寫的doInBackground(Params... params)方法中調用了publishProgress(Progress... values)方法，則通過InternalHandler實例sHandler發送一條MESSAGE_POST_PROGRESS消息，更新進度，sHandler處理消息時onProgressUpdate(Progress... values)方法將被調用；如果遇到異常，則發送一條MESSAGE_POST_CANCEL的消息，取消任務，sHandler處理消息時onCancelled()方法將被調用；如果執行成功，則發送一條MESSAGE_POST_RESULT的消息，顯示結果，sHandler處理消息時onPostExecute(Result result)方法被調用。

經過上面的介紹，相信朋友們都已經認識到AsyncTask的本質了，它對Thread+Handler的良好封裝，減少了開發者處理問題的複雜度，提高了開發效率，希望朋友們能多多體會一下。

來自：

http://blog.csdn.net/liuhe688/article/details/6532519