詳解Android中AsyncTask的使用

在Android中實現非同步任務機制有兩種方式，Handler和AsyncTask。

Handler模式需要為每一個任務建立一個新的線程，任務完成後通過Handler執行個體向UI線程發送訊息，完成介面的更新，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。

為了簡化操作，Android1.5提供了工具類android.os.AsyncTask，它使建立非同步任務變得更加簡單，不再需要編寫任務線程和Handler執行個體即可完成相同的任務。

先來看看AsyncTask的定義：

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

三種泛型型別分別代表“啟動任務執行的輸入參數”、“背景工作執行的進度”、“後台計算結果的類型”。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。

一個非同步任務的執行一般包括以下幾個步驟：

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

2.onPreExecute()，在execute(Params... params)被調用後立即執行，一般用來在執行背景工作前對UI做一些標記。

3.doInBackground(Params... params)，在onPreExecute()完成後立即執行，用於執行較為費時的操作，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)來更新進度資訊。

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

5.onPostExecute(Result result)，當後台操作結束時，此方法將會被調用，計算結果將做為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.非同步任務的執行個體必須在UI線程中建立。

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組件的資訊。

5.一個任務執行個體只能執行一次，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執行非同步任務操作，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;</p><p>import java.io.ByteArrayOutputStream;<br />import java.io.InputStream;</p><p>import org.apache.http.HttpEntity;<br />import org.apache.http.HttpResponse;<br />import org.apache.http.HttpStatus;<br />import org.apache.http.client.HttpClient;<br />import org.apache.http.client.methods.HttpGet;<br />import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;</p><p>import android.app.Activity;<br />import android.os.AsyncTask;<br />import android.os.Bundle;<br />import android.util.Log;<br />import android.view.View;<br />import android.widget.Button;<br />import android.widget.ProgressBar;<br />import android.widget.TextView;</p><p>public class MainActivity extends Activity {</p><p>private static final String TAG = "ASYNC_TASK";</p><p>private Button execute;<br />private Button cancel;<br />private ProgressBar progressBar;<br />private TextView textView;</p><p>private MyTask mTask;</p><p> @Override<br /> public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {<br /> super.onCreate(savedInstanceState);<br /> setContentView(R.layout.main);</p><p> execute = (Button) findViewById(R.id.execute);<br /> execute.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {<br />@Override<br />public void onClick(View v) {<br />//注意每次需new一個執行個體,建立的任務只能執行一次,否則會出現異常<br />mTask = new MyTask();<br />mTask.execute("http://www.baidu.com");</p><p>execute.setEnabled(false);<br />cancel.setEnabled(true);<br />}<br />});<br /> cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);<br /> cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {<br />@Override<br />public void onClick(View v) {<br />//取消一個正在執行的任務,onCancelled方法將會被調用<br />mTask.cancel(true);<br />}<br />});<br /> progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);<br /> textView = (TextView) findViewById(R.id.text_view);</p><p> }</p><p> private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {<br /> //onPreExecute方法用於在執行背景工作前做一些UI操作<br /> @Override<br /> protected void onPreExecute() {<br /> Log.i(TAG, "onPreExecute() called");<br /> textView.setText("loading...");<br /> }</p><p> //doInBackground方法內部執行背景工作,不可在此方法內修改UI<br />@Override<br />protected String doInBackground(String... params) {<br />Log.i(TAG, "doInBackground(Params... params) called");<br />try {<br />HttpClient client = new DefaultHttpClient();<br />HttpGet get = new HttpGet(params[0]);<br />HttpResponse response = client.execute(get);<br />if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK) {<br />HttpEntity entity = response.getEntity();<br />InputStream is = entity.getContent();<br />long total = entity.getContentLength();<br />ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();<br />byte[] buf = new byte[1024];<br />int count = 0;<br />int length = -1;<br />while ((length = is.read(buf)) != -1) {<br />baos.write(buf, 0, length);<br />count += length;<br />//調用publishProgress公布進度,最後onProgressUpdate方法將被執行<br />publishProgress((int) ((count / (float) total) * 100));<br />//為了示範進度,休眠500毫秒<br />Thread.sleep(500);<br />}<br />return new String(baos.toByteArray(), "gb2312");<br />}<br />} catch (Exception e) {<br />Log.e(TAG, e.getMessage());<br />}<br />return null;<br />}</p><p>//onProgressUpdate方法用於更新進度資訊<br />@Override<br /> protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {<br />Log.i(TAG, "onProgressUpdate(Progress... progresses) called");<br />progressBar.setProgress(progresses[0]);<br />textView.setText("loading..." + progresses[0] + "%");<br /> }</p><p>//onPostExecute方法用於在執行完背景工作後更新UI,顯示結果<br />@Override<br />protected void onPostExecute(String result) {<br />Log.i(TAG, "onPostExecute(Result result) called");<br />textView.setText(result);</p><p>execute.setEnabled(true);<br />cancel.setEnabled(false);<br />}</p><p>//onCancelled方法用於在取消執行中的任務時更改UI<br />@Override<br />protected void onCancelled() {<br />Log.i(TAG, "onCancelled() called");<br />textView.setText("cancelled");<br />progressBar.setProgress(0);</p><p>execute.setEnabled(true);<br />cancel.setEnabled(false);<br />}<br /> }<br />}

布局檔案main.xml代碼如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><br /><LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"<br /> android:orientation="vertical"<br /> android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="fill_parent"><br /> <Button<br /> android:id="@+id/execute"<br /> android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="wrap_content"<br /> android:text="execute"/><br /> <Button<br /> android:id="@+id/cancel"<br /> android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="wrap_content"<br /> android:enabled="false"<br /> android:text="cancel"/><br /><ProgressBar<br />android:id="@+id/progress_bar"<br /> android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="wrap_content"<br /> android:progress="0"<br /> android:max="100"<br /> style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/><br /><ScrollView<br />android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="wrap_content"><br /><TextView<br />android:id="@+id/text_view"<br />android:layout_width="fill_parent"<br /> android:layout_height="wrap_content"/><br /></ScrollView><br /></LinearLayout><br />

因為需要訪問網路，所以我們還需要在AndroidManifest.xml中加入訪問網路的許可權：

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

我們來看一下運行時的介面：

以上幾個分別是初始介面、執行非同步任務時介面、執行成功後介面、取消任務後介面。執行成功後，整個過程日誌列印如下：

如果我們在執行任務時按下了“cancel”按鈕，日誌列印如下：

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代碼裡仍然可以看到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枚舉類程式碼片段如下：

//初始狀態<br />private volatile Status mStatus = Status.PENDING;</p><p>public enum Status {<br /> /**<br /> * Indicates that the task has not been executed yet.<br /> */<br /> PENDING,<br /> /**<br /> * Indicates that the task is running.<br /> */<br /> RUNNING,<br /> /**<br /> * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished.<br /> */<br /> FINISHED,<br /> }</p><p>/**<br /> * Returns the current status of this task.<br /> *<br /> * @return The current status.<br /> */<br /> public final Status getStatus() {<br /> return mStatus;<br /> }

可以看到，AsyncTask的初始狀態為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)作為入口，重點分析一下AsyncTask的執行流程，我們來看一下execute(Params... params)方法的程式碼片段：

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

代碼中涉及到三個陌生的變數：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的執行個體，用於管理線程的執行。代碼如下：

private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;<br /> private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;<br /> private static final int KEEP_ALIVE = 10;</p><p>//建立一個隊列用來存放線程<br /> private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =<br /> new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);<br />//建立一個線程工廠<br /> private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {<br /> private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);<br />//建立一個線程<br /> public Thread newThread(Runnable r) {<br /> return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());<br /> }<br /> };<br />//建立一個線程池執行器,用於管理線程的執行<br /> private static final ThreadPoolExecutor sExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,<br /> 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執行個體，它實現了Callable<Result>介面中的call()方法，代碼如下：

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

而mFuture實際上是java.util.concurrent.FutureTask的執行個體，下面是它的FutureTask類的相關資訊：

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

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

可以看到FutureTask是一個可以中途取消的用於非同步計算的類。

下面是mWorker和mFuture執行個體在AsyncTask中的體現：

private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;<br /> private final FutureTask<Result> mFuture;</p><p>public AsyncTask() {<br /> mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {<br /> //call方法被調用後,將設定優先權為後台層級,然後調用AsyncTask的doInBackground方法<br />public Result call() throws Exception {<br /> Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);<br /> return doInBackground(mParams);<br /> }<br /> };</p><p>//在mFuture執行個體中,將會調用mWorker做背景工作,完成後會調用done方法<br /> mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {<br /> @Override<br /> protected void done() {<br /> Message message;<br /> Result result = null;</p><p> try {<br /> result = get();<br /> } catch (InterruptedException e) {<br /> android.util.Log.w(LOG_TAG, e);<br /> } catch (ExecutionException e) {<br /> throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",<br /> e.getCause());<br /> } catch (CancellationException e) {<br />//發送取消任務的訊息<br /> message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,<br /> new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));<br /> message.sendToTarget();<br /> return;<br /> } catch (Throwable t) {<br /> throw new RuntimeException("An error occured while executing "<br /> + "doInBackground()", t);<br /> }</p><p>//發送顯示結果的訊息<br /> message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,<br /> new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));<br /> message.sendToTarget();<br /> }<br /> };<br /> }

 我們看到上面的代碼中，mFuture執行個體對象的done()方法中，如果捕捉到了CancellationException類型的異常，則發送一條“MESSAGE_POST_CANCEL”的訊息；如果順利執行，則發送一條“MESSAGE_POST_RESULT”的訊息，而訊息都與一個sHandler對象關聯。這個sHandler執行個體實際上是AsyncTask內部類InternalHandler的執行個體，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<br /> private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;//更新進度<br /> private static final int MESSAGE_POST_CANCEL = 0x3;//取消任務</p><p> private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();</p><p>private static class InternalHandler extends Handler {<br /> @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})<br /> @Override<br /> public void handleMessage(Message msg) {<br /> AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;<br /> switch (msg.what) {<br /> case MESSAGE_POST_RESULT:<br /> // There is only one result<br />//調用AsyncTask.finish方法<br /> result.mTask.finish(result.mData[0]);<br /> break;<br /> case MESSAGE_POST_PROGRESS:<br /> //調用AsyncTask.onProgressUpdate方法<br />result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);<br /> break;<br /> case MESSAGE_POST_CANCEL:<br />//調用AsyncTask.onCancelled方法<br /> result.mTask.onCancelled();<br /> break;<br /> }<br /> }<br /> }

我們看到，在處理訊息時，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) {<br /> if (isCancelled()) result = null;<br /> onPostExecute(result);//調用onPostExecute顯示結果<br /> mStatus = Status.FINISHED;//改變狀態為FINISHED<br /> }

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()方法裡，構建一個訊息時，這個訊息包含了一個AsyncTaskResult類型的對象，然後在sHandler執行個體對象的handleMessage(Message msg)方法裡，使用下面這種方式取得訊息中附帶的對象：

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，是用來封裝執行結果的一個類，讓我們來看一下它的代碼結構：

@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})<br /> private static class AsyncTaskResult<Data> {<br /> final AsyncTask mTask;<br /> final Data[] mData;</p><p> AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {<br /> mTask = task;<br /> mData = data;<br /> }<br /> }

看以看到這個AsyncTaskResult封裝了一個AsyncTask的執行個體和某種類型的資料集，我們再來看一下構建訊息時的代碼：

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

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

在處理訊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執行個體sExecutor執行一個FutureTask任務，這個過程中doInBackground(Params... params)將被調用，如果被開發人員覆寫的doInBackground(Params... params)方法中調用了publishProgress(Progress... values)方法，則通過InternalHandler執行個體sHandler發送一條MESSAGE_POST_PROGRESS訊息，更新進度，sHandler處理訊息時onProgressUpdate(Progress... values)方法將被調用；如果遇到異常，則發送一條MESSAGE_POST_CANCEL的訊息，取消任務，sHandler處理訊息時onCancelled()方法將被調用；如果執行成功，則發送一條MESSAGE_POST_RESULT的訊息，顯示結果，sHandler處理訊息時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，減少了開發人員處理問題的複雜度，提高了開發效率，希望朋友們能多多體會一下。