Android實戰技巧：深入解析AsyncTask

文章目錄

• 與主線程互動
• 線程任務的調度

AsyncTask的介紹及基本使用方法

關於AsyncTask的介紹和基本使用方法可以參考官方文檔和Android實戰技巧：多線程AsyncTask這裡就不重複。

AsyncTask引發的一個問題

上周遇到了一個極其詭異的問題，一個小功能從網路上下載一個圖片，然後放到ImageView中，是用AsyncTask來實現的，本身邏輯也很簡單，僅是在doInBackground中用HTTP請求把圖片的輸入資料流取出，然後用BitmapFactory去解析，然後再把得到的Bitmap放到ImageView中。這個應用是用4.0的SDK開發的，也是運行在4.0上面的。但是有時候下載這張圖片去要用很久很久，甚至要等上幾分鐘。通過調試發現一個令人難以接受的事實：竟然是doInBackground()未及時執行，也就是它並沒有在#execute()調用之後馬上執行，而是等待了很久才得以執行。

神馬情況，難道AsyncTask不是線程，難道不是非同步，難道AsyncTask另有內幕？

AsyncTask的內幕

AsyncTask主要有二個部分：一個是與主線各的互動，另一個就是線程的管理調度。雖然可能多個AsyncTask的子類的執行個體，但是AsyncTask的內部Handler和ThreadPoolExecutor都是進程範圍內共用的，其都是static的，也即屬於類的，類的屬性的作用範圍是CLASSPATH，因為一個進程一個VM，所以是AsyncTask控制著進程範圍內所有的子類執行個體。

與主線程互動

與主線程互動是通過Handler來進行的，因為本文主要探討AsyncTask在任務調度方面的，所以對於這部分不做細緻介紹，感興趣的朋友可以去看AsyncTask的源碼

線程任務的調度

內部會建立一個進程範圍的線程池來管理要啟動並執行任務，也就就是說當你調用了AsyncTask#execute()後，AsyncTask會把任務交給線程池，由線程池來管理建立Thread和運行Therad。對於內部的線程池不同版本的Android的實現方式是不一樣的：

Android2.3以前的版本，也即SDK/API 10和以前的版本

內部的線程池限制是5個，也就是說同時只能有5個線程運行，超過的線程只能等待，等待前面的線程某個執行完了才被調度和運行。換句話說，如果一個進程中的AsyncTask執行個體個數超過5個，那麼假如前5個都運行很長時間的話，那麼第6個只能等待機會了。這是AsyncTask的一個限制，而且對於2.3以前的版本無法解決。如果你的應用需要大量的後台線程去執行任務，那麼你只能放棄使用AsyncTask，自己建立線程池來管理Thread，或者乾脆不用線程池直接使用Thread也無妨。不得不說，雖然AsyncTask較Thread使用起來比較方便，但是它最多隻能同時運行5個線程，這也大大局限了它的實力，你必須要小心的設計你的應用，錯開使用AsyncTask的時間，儘力做到分時，或者保證數量不會大於5個，否則就可能遇到上面提到的問題。要不然就只能使用JavaSE中的API了。

Android 3.0以後，也即SDK/API 11和以後的版本

可能是Google意識到了AsyncTask的局限性了，從Android 3.0開始對AsyncTask的API做出了一些調整：

1. #execute()提交的任務，按先後順序每次只運行一個

   也就是說它是按提交的次序，每次只啟動一個線程執行一個任務，完成之後再執行第二個任務，也就是相當於只有一個後台線程在執行所提交的任務(Executors.newSingleThreadPool())。

   
   

2. 新增了介面#executeOnExecutor()

   這個介面允許開發人員提供自訂的線程池來運行和調度Thread，如果你想讓所有的任務都能並發同時運行，那就建立一個沒有限制的線程池(Executors.newCachedThreadPool())，並提供給AsyncTask。這樣這個AsyncTask執行個體就有了自己的線程池而不必使用AsyncTask預設的。

3. 新增了二個預定義的線程池SERIAL_EXECUTOR和THREAD_POOL_EXECUTOR

   其實THREAD_POOL_EXECUTOR並不是新增的，之前的就有，只不過之前(Android 2.3)它是AsyncTask私人的，未公開而已。THREAD_POOL_EXECUTOR是一個corePoolSize為5的線程池，也就是說最多隻有5個線程同時運行，超過5個的就要等待。所以如果使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)就跟2.3版本的AsyncTask.execute()效果是一樣的。

   
   

   而SERIAL_EXECUTOR是新增的，它的作用是保證任務執行的順序，也就是它可以保證提交的任務確實是按照先後順序執行的。它的內部有一個隊列用來儲存所提交的任務，保證當前只運行一個，這樣就可以保證任務是完全按照順序執行的，預設的execute()使用的就是這個，也就是executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR)與execute()是一樣的。

前面問題的解法

瞭解了AsyncTask的內幕就知道了前面問題的原因：因為是4.0平台，所以所有的AsyncTask並不都會運行在單獨的線程中，而是被SERIAL_EXECUTOR順序的使用線程執行。因為應用中可能還有其他地方使用AsyncTask，所以到網路取圖片的AsyncTask也許會等待到其他任務都完成時才得以執行而不是調用executor()之後馬上執行。

那麼解決方案其實很簡單，要麼直接使用Thread，要麼建立一個單獨的線程池(Executors.newCachedThreadPool())。或者最簡單的解法就是使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)，這樣起碼不用等到前面的都結束了再執行。

AsyncTask的使用注意事項

前面的文章曾建議使用AsyncTask而不是使用Thread，但是AsyncTask似乎又有它的限制，這就要根據具體的需求情況而選擇合適的工具，No Silver Bullet。下面是一些建議：

• 改善你的設計，少用非同步處理

  線程的開銷是非常大的，同時非同步處理也容易出錯，難調試，難維護，所以改善你的設計，儘可能的少用非同步。對於一般性的資料庫查詢，少量的I/O操作是沒有必要啟動線程的。

• 與主線程有互動時用AsyncTask，否則就用Thread

  AsyncTask被設計出來的目的就是為了滿足Android的特殊需求：非主線程不能操作(UI)組件，所以AsyncTask擴充Thread增強了與主線程的互動的能力。如果你的應用沒有與主線程互動，那麼就直接使用Thread就好了。

• 當有需要大量線程執行任務時，一定要建立線程池

  線程的開銷是非常大的，特別是建立一個新線程，否則就不必設計線程池之類的工具了。當需要大量線程執行任務時，一定要建立線程池，無論是使用AsyncTask還是Thread，因為使用AsyncTask它內部的線程池有數量限制，可能無法滿足需求；使用Thread更是要線程池來管理，避免虛擬機器建立大量的線程。比如從網路上批量下載圖片，你不想一個一個的下，或者5個5個的下載，那麼就建立一個CorePoolSize為10或者20的線程池，每次10個或者20個這樣的下載，即滿足了速度，又不至於耗費無用的效能開銷去無限制的建立線程。

• 對於想要立即開始執行的非同步任務，要麼直接使用Thread，要麼單獨建立線程池提供給AsyncTask

  預設的AsyncTask不一定會立即執行你的任務，除非你提供給他一個單獨的線程池。如果不與主線程互動，直接建立一個Thread就可以了，雖然建立線程開銷比較大，但如果這不是大量操作就沒有問題。

• Android的開發沒有想像中那樣簡單，要多花心思和時間在代碼上和測試上面，以確信程式是優質的

附上相關資源：

使用自訂的CorePoolSize為7的Executor(Executors.newFixedThreadPool(7))：

使用未設限制的Executor(Executors.newCachedThreadPool())：

這些例子所用的代碼：

public class AsyncTaskDemoActivity extends Activity {    private static int ID = 0;    private static final int TASK_COUNT = 9;    private static ExecutorService SINGLE_TASK_EXECUTOR;    private static ExecutorService LIMITED_TASK_EXECUTOR;    private static ExecutorService FULL_TASK_EXECUTOR;        static {        SINGLE_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newSingleThreadExecutor();        LIMITED_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newFixedThreadPool(7);        FULL_TASK_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newCachedThreadPool();    };        @Override    public void onCreate(Bundle icicle) {        super.onCreate(icicle);        setContentView(R.layout.asynctask_demo_activity);        String title = "AsyncTask of API " + VERSION.SDK_INT;        setTitle(title);        final ListView taskList = (ListView) findViewById(R.id.task_list);        taskList.setAdapter(new AsyncTaskAdapter(getApplication(), TASK_COUNT));    }        private class AsyncTaskAdapter extends BaseAdapter {        private Context mContext;        private LayoutInflater mFactory;        private int mTaskCount;        List<SimpleAsyncTask> mTaskList;                public AsyncTaskAdapter(Context context, int taskCount) {            mContext = context;            mFactory = LayoutInflater.from(mContext);            mTaskCount = taskCount;            mTaskList = new ArrayList<SimpleAsyncTask>(taskCount);        }                @Override        public int getCount() {            return mTaskCount;        }        @Override        public Object getItem(int position) {            return mTaskList.get(position);        }        @Override        public long getItemId(int position) {            return position;        }        @Override        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {            if (convertView == null) {                convertView = mFactory.inflate(R.layout.asynctask_demo_item, null);                SimpleAsyncTask task = new SimpleAsyncTask((TaskItem) convertView);                /*                 * It only supports five tasks at most. More tasks will be scheduled only after                 * first five finish. In all, the pool size of AsyncTask is 5, at any time it only                 * has 5 threads running.                 *///                task.execute();                // use AsyncTask#SERIAL_EXECUTOR is the same to #execute();//                task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR);                // use AsyncTask#THREAD_POOL_EXECUTOR is the same to older version #execute() (less than API 11)                // but different from newer version of #execute()//                task.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);                // one by one, same to newer version of #execute()//                task.executeOnExecutor(SINGLE_TASK_EXECUTOR);                // execute tasks at some limit which can be customized//                task.executeOnExecutor(LIMITED_TASK_EXECUTOR);                // no limit to thread pool size, all tasks run simultaneously                task.executeOnExecutor(FULL_TASK_EXECUTOR);                                mTaskList.add(task);            }            return convertView;        }    }        private class SimpleAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, Void> {        private TaskItem mTaskItem;        private String mName;                public SimpleAsyncTask(TaskItem item) {            mTaskItem = item;            mName = "Task #" + String.valueOf(++ID);        }                @Override        protected Void doInBackground(Void... params) {            int prog = 1;            while (prog < 101) {                SystemClock.sleep(100);                publishProgress(prog);                prog++;            }            return null;        }                @Override        protected void onPostExecute(Void result) {        }                @Override        protected void onPreExecute() {            mTaskItem.setTitle(mName);        }                @Override        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {            mTaskItem.setProgress(values[0]);        }    }}class TaskItem extends LinearLayout {    private TextView mTitle;    private ProgressBar mProgress;        public TaskItem(Context context, AttributeSet attrs) {        super(context, attrs);    }    public TaskItem(Context context) {        super(context);    }        public void setTitle(String title) {        if (mTitle == null) {            mTitle = (TextView) findViewById(R.id.task_name);        }        mTitle.setText(title);    }        public void setProgress(int prog) {        if (mProgress == null) {            mProgress = (ProgressBar) findViewById(R.id.task_progress);        }        mProgress.setProgress(prog);    }}

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