[关闭]
@pockry 2015-06-03T16:10:11.000000Z 字数 6947 阅读 2108

Android异步类AsyncTask详解

移动 Android 移动开发 他山之石

摘要：本文从AsnycTask的作用说起，进一步的讲解一下内部的实现机制。如果有一些开发经验的人，读完之后应该对使用AsnycTask过程中的一些问题豁然开朗，开发经验不丰富的也可以从中找到使用过程中的注意点。

在Android应用开发的过程中，我们需要时刻注意保证应用程序的稳定和UI操作响应及时，因为不稳定或响应缓慢的应用将给应用带来不好的印象，严重的用户卸载你的APP，这样你的努力就没有体现的价值了。本文试图从AsnycTask的作用说起，进一步的讲解一下内部的实现机制。如果有一些开发经验的人，读完之后应该对使用AsnycTask过程中的一些问题豁然开朗，开发经验不丰富的也可以从中找到使用过程中的注意点。

为何引入AsnyncTask？

在Android程序开始运行的时候会单独启动一个进程，默认情况下所有这个程序操作都在这个进程中进行。一个Android程序默认情况下只有一个进程，但是一个进程却是可以有许多线程的。

在这些线程中，有一个线程叫做UI线程，也叫做Main Thread，除了Main Thread之外的线程都可称为Worker Thread。Main Thread主要负责控制UI页面的显示、更新、交互等。因此所有在UI线程中的操作要求越短越好，只有这样用户才会觉得操作比较流畅。一个比较好的做法是把一些比较耗时的操作，例如网络请求、数据库操作、复杂计算等逻辑都封装到单独的线程，这样就可以避免阻塞主线程。为此，有人写了如下的代码：

  1. private TextView textView;
  2.     public void onCreate(Bundle bundle){
  3.         super.onCreate(bundle);
  4.         setContentView(R.layout.thread_on_ui);
  5.         textView = (TextView) findViewById(R.id.tvTest);
  6.         new Thread(new Runnable() {
  7.             @Override
  8.             public void run() {
  9.                 try {
  10.                     HttpGet httpGet = new HttpGet("http://www.baidu.com");
  11.                     HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
  12.                     HttpResponse httpResp = httpClient.execute(httpGet);
  13.                     if (httpResp.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
  14.                         String result = EntityUtils.toString(httpResp.getEntity(), "UTF-8");
  15.                         textView.setText("请求返回正常，结果是：" + result);
  16.                     } else {
  17.                         textView.setText("请求返回异常！");
  18.                     }
  19.                 }catch (IOException e){
  20.                    e.printStackTrace();
  21.                 }
  22.             }
  23.         }).start();
  24.     }

运行，不出所料，异常信息如下：

  1. android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

怎么破？可以在主线程创建Handler对象，把textView.setText地方替换为用handler把返回值发回到handler所在的线程处理，也就是主线程。这个处理方法稍显复杂，Android为我们考虑到了这个情况，给我们提供了一个轻量级的异步类可以直接继承AsyncTask，在类中实现异步操作，并提供接口反馈当前异步执行的结果以及执行进度，这些接口中有直接运行在主线程中的，例如onPostExecute，onPreExecute等方法。

也就是说，Android的程序运行时是多线程的，为了更方便的处理子线程和UI线程的交互，引入了AsyncTask。

AsnyncTask内部机制

AsyncTask内部逻辑主要有二个部分：

1、与主线的交互，它内部实例化了一个静态的自定义类InternalHandler，这个类是继承自Handler的，在这个自定义类中绑定了一个叫做AsyncTaskResult的对象，每次子线程需要通知主线程，就调用sendToTarget发送消息给handler。然后在handler的handleMessage中AsyncTaskResult根据消息的类型不同（例如MESSAGE_POST_PROGRESS会更新进度条，MESSAGE_POST_CANCEL取消任务）而做不同的操作，值得一提的是，这些操作都是在UI线程进行的，意味着，从子线程一旦需要和UI线程交互，内部自动调用了handler对象把消息放在了主线程了。源码地址

  1.    mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
  2.            @Override
  3.             protected void More ...done() {
  4.                 Message message;
  5.                Result result = null;
  7.                 try {
  8.                     result = get();
  9.                } catch (InterruptedException e) {
  10.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
  11.                } catch (ExecutionException e) {
  12.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
  13.                             e.getCause());
  14.                 } catch (CancellationException e) {
  15.                     message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
  16.                            new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
  17.                     message.sendToTarget();
  18.                     return;
  19.                 } catch (Throwable t) {
  20.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing "
  21.                            + "doInBackground()", t);
  22.                 }
  24.                 message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
  25.                         new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));
  26.                 message.sendToTarget();
  27.            }
  28.         };
  1.   private static class InternalHandler extends Handler {
  2.         @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
  3.         @Override
  4.         public void More ...handleMessage(Message msg) {
  5.             AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
  6.             switch (msg.what) {
  7.                 case MESSAGE_POST_RESULT:
  8.                     // There is only one result
  9.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);
  10.                     break;
  11.                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:
  12.                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
  13.                     break;
  14.                 case MESSAGE_POST_CANCEL:
  15.                     result.mTask.onCancelled();
  16.                     break;
  17.             }
  18.         }
  19.     }

2、AsyncTask内部调度，虽然可以新建多个AsyncTask的子类的实例，但是AsyncTask的内部Handler和ThreadPoolExecutor都是static的，这么定义的变量属于类的，是进程范围内共享的，所以AsyncTask控制着进程范围内所有的子类实例，而且该类的所有实例都共用一个线程池和Handler。代码如下：

  1. public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
  2.     private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";
  4.     private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;
  5.     private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;
  6.     private static final int KEEP_ALIVE = 1;
  8.     private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
  9.             new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);
  11.     private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
  12.         private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
  14.         public Thread More ...newThread(Runnable r) {
  15.             return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
  16.         }
  17.     };
  19.     private static final ThreadPoolExecutor sExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
  20.             MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue, sThreadFactory);
  22.     private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
  23.     private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;
  24.     private static final int MESSAGE_POST_CANCEL = 0x3;

从代码还可以看出，默认核心线程池的大小是5，缓存任务队列是10。意味着，如果线程池的线程数量小于5，这个时候新添加一个异步任务则会新建一个线程；如果线程池的数量大于等于5，这个时候新建一个异步任务这个任务会被放入缓存队列中等待执行。限制一个APP内AsyncTask并发的线程的数量看似是有必要的，但也带来了一个问题，假如有人就是需要同时运行10个而不是5个，或者不对线程的多少做限制，例如有些APP的瀑布流页面中的N多图片的加载。

另一方面，同时运行的任务多，线程也就多，如果这些任务是去访问网络的，会导致短时间内手机那可怜的带宽被占完了，这样总体的表现是谁都很难很快加载完全，因为他们是竞争关系。所以，把选择权交给开发者吧。

事实上，大概从Android从3.0开始，每次新建异步任务的时候AsnycTask内部默认规则是按提交的先后顺序每次只运行一个异步任务。当然了你也可以自己指定自己的线程池。

可以看出，AsyncTask使用过程中需要注意的地方不少

  • 由于Handler需要和主线程交互，而Handler又是内置于AsnycTask中的，所以，AsyncTask的创建必须在主线程。
  • AsyncTaskResult的doInBackground(mParams)方法执行异步任务运行在子线程中，其他方法运行在主线程中，可以操作UI组件。
  • 不要手动的去调用AsyncTask的onPreExecute, doInBackground, publishProgress, onProgressUpdate, onPostExecute方法，这些都是由Android系统自动调用的
  • 一个任务AsyncTask任务只能被执行一次。
  • 运行中可以随时调用cancel(boolean)方法取消任务，如果成功调用isCancelled()会返回true，并且不会执行onPostExecute() 方法了，取而代之的是调用 onCancelled() 方法。而且从源码看，如果这个任务已经执行了这个时候调用cancel是不会真正的把task结束，而是继续执行，只不过改变的是执行之后的回调方法是onPostExecute还是onCancelled。

AsnyncTask和Activity OnConfiguration

上面提到了那么多的注意点，还有其他需要注意的吗？当然有！我们开发App过程中使用AsyncTask请求网络数据的时候，一般都是习惯在onPreExecute显示进度条，在数据请求完成之后的onPostExecute关闭进度条。这样做看似完美，但是如果您的App没有明确指定屏幕方向和configChanges时，当用户旋转屏幕的时候Activity就会重新启动，而这个时候您的异步加载数据的线程可能正在请求网络。当一个新的Activity被重新创建之后，可能由重新启动了一个新的任务去请求网络，这样之前的一个异步任务不经意间就泄露了，假设你还在onPostExecute写了一些其他逻辑，这个时候就会发生意想不到异常。

一般简单的数据类型的，对付configChanges我们很好处理，我们直接可以通过onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()进行保存与恢复。Android会在销毁你的Activity之前调用onSaveInstanceState()方法，于是，你可以在此方法中存储关于应用状态的数据。然后你可以在onCreate()或onRestoreInstanceState()方法中恢复。

但是，对于AsyncTask怎么办？问题产生的根源在于Activity销毁重新创建的过程中AsyncTask和之前的Activity失联，最终导致一些问题。那么解决问题的思路也可以朝着这个方向发展。Android官方文档也有一些解决问题的线索。

这里介绍另外一种使用事件总线的解决方案，是国外一个安卓大牛写的。中间用到了Square开源的EventBus类库http://square.github.io/otto/。首先自定义一个AsyncTask的子类，在onPostExecute方法中，把返回结果抛给事件总线，代码如下：

  1.  @Override 
  2.     protected String doInBackground(Void... params) {
  3.         Random random = new Random();
  4.         final long sleep = random.nextInt(10);
  5.         try {
  6.             Thread.sleep(10 * 6000);
  7.         } catch (InterruptedException e) {
  8.             e.printStackTrace();
  9.         }
  10.         return "Slept for " + sleep + " seconds";
  11.     }
  13.     @Override
  14.     protected void onPostExecute(String result) {
  15.         MyBus.getInstance().post(new AsyncTaskResultEvent(result));
  16.     }

在Activity的onCreate中注册这个事件总线，这样异步线程的消息就会被otta分发到当前注册的activity，这个时候返回结果就在当前activity的onAsyncTaskResult中了，代码如下：

  1.  @Override
  2.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  3.         super.onCreate(savedInstanceState);
  4.         setContentView(R.layout.otto_layout);
  6.         findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
  7.             @Override public void onClick(View v) {
  8.                 new MyAsyncTask().execute();
  9.             }
  10.         });
  12.         MyBus.getInstance().register(this);
  13.     }
  15.     @Override
  16.     protected void onDestroy() {
  17.         MyBus.getInstance().unregister(this);
  18.         super.onDestroy();
  19.     }
  21.     @Subscribe
  22.     public void onAsyncTaskResult(AsyncTaskResultEvent event) {
  23.         Toast.makeText(this, event.getResult(), Toast.LENGTH_LONG).show();
  24.     }

个人觉的这个方法相当好，当然更简单的你也可以不用otta这个库，自己单独的用接口回调的方式估计也能实现，大家可以试试。

本文作者为OneAPM工程师张新勇，原文地址。本文已由作者方授权InfoQ中文站转载。

添加新批注
在作者公开此批注前，只有你和作者可见。
回复批注