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:

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:

布局文件main.xml代码如下:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

在处理消息时是如何使用这个对象呢,我们再来看一下:

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。

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