Android开发线程间的交互之异步任务（AsyncTask）

本文主要是介绍Android开发线程间的交互之异步任务（AsyncTask），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、AsyncTask简介

AsyncTask是对Handler与线程池的封装。更新用户界面的操作还是在主线程中完成的，但是由于AsyncTask内部包含一个Handler，所以可以发送消息给主线程让它更新UI。另外，AsyncTask内还包含了一个线程池。使用线程池的主要原因是避免不必要的创建及销毁线程的开销。

二、AsnycTask参数及方法介绍

AsyncTask是一个抽象类，我们在使用时需要定义一个它的派生类并重写相关方法。

class MyAnyscTask extends AsyncTask<Params,Progress, Result> {}

参数的含义如下：

Params：doInBackground方法的参数类型；
Progress：AsyncTask所执行的后台任务的进度类型；
Result：后台任务的返回结果类型。

    class MyAnyscTask extends AsyncTask<Void,Void,Void>{/*** 此方法中定义要执行的后台任务，在这个方法中可以调用 * publishProgress来更新任务进度 * （publishProgress内部会调用onProgressUpdate方法）* @param params* @return*/@Overrideprotected Void doInBackground(Void... params) {return null;}/*** 此方法会在后台任务执行前被调用，用于进行一些准备工作*/@Overrideprotected void onPreExecute() {super.onPreExecute();}/*** 后台任务执行完毕后，此方法会被调用，参数即为后台任务的返回结果*/@Overrideprotected void onPostExecute(Void aVoid) {super.onPostExecute(aVoid);}/*** 由publishProgress内部调用，表示任务进度更新*/@Overrideprotected void onProgressUpdate(Void... values) {super.onProgressUpdate(values);}}

注：AsyncTask的方法中除了doInBackground是运行在子线程中做耗时操作外，其他几个都是运行在主线程中

三、AsnycTask使用

前面介绍的AsyncTask的参数以及方法，下面就使用AsyncTask来模拟一个下载的例子。

layout布局

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:orientation="vertical"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"><ProgressBarandroid:id="@+id/test_ansyctask_download_pb"style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_margin="10dp"/><Buttonandroid:id="@+id/test_ansyctask_download_btn"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_margin="10dp"android:text="开始下载" />
</LinearLayout>

Activity

//下载进度条
mProgressBar =(ProgressBar)findViewById(R.id.test_ansyctask_download_progressBar);
//开始下载按钮
mBtn = (Button)findViewById(R.id.test_ansyctask_download_btn);

//为按钮添加点击事件
mBtn.setOnClickListener(this);

在onClick中调用AnyscTask.execute()执行异步任务

@Override
public void onClick(View v) {myAnyscTask = new MyAnyscTask();//执行异步任务myAnyscTask.execute();
}

自定义AnyscTask

class MyAnyscTask extends AsyncTask<Void,Integer,Void> {@Overrideprotected void onPreExecute() {super.onPreExecute();}@Overrideprotected Void doInBackground(Void... params) {//该方法运行在子线程，用于耗时操作。模拟http下载 1s更新一次进度for(int i = 0; i < 100; i ++){publishProgress(i);try{Thread.sleep(1000);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}return null;}@Overrideprotected void onPostExecute(Void aVoid) {super.onPostExecute(aVoid);}@Overrideprotected void onProgressUpdate(Integer... values) {super.onProgressUpdate(values);//更新进度条mProgressBar.setProgress(values[0]);}}

这样一个简单的异步任务例子就完成了。

四、AsnycTask取消

运行上面的例子没有什么问题，但是当进度条开始加载一段时间后（没有加载完成）退出当前activity然后再次进入，点击开始按钮就会发现需要等一会儿进度条才会再次执行。这是因为AsyncTask内包含了一个线程池。需要等到上一次任务结束才会执行当前任务。为了让AsnycTask马上取消正在执行的任务，我们需要在停止的方法里面调用

//判断myAnyscTask不为空且正在运行
if(myAnyscTask!=null&&myAnyscTask.getStatus()==AsyncTask.Status.RUNNING){//Asynctask设置cancelled仅仅只是通知Asynctask设置一个取消标志，Asynctask并不能马上退出myAnyscTask.cancel(true);
}

然后在doInBackground中退出正在执行的任务

@Override
protected Void doInBackground(Void... params) {for(int i = 0; i < 100; i ++){//判断当myAnyscTask.isCancelled()标记为取消时，退出耗时操作if(myAnyscTask.isCancelled()){break;}publishProgress(i);try{Thread.sleep(1000);}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}return null;
}

五、AsyncTask机制原理

在了解AsyncTask的内部原理的时候需要了解ArrayDeque和FutureTask类

ArrayDeque

数据结构的物理实现方式主要还是两种：链表和数组

Java中提供了具体实现队列的类ArrayDeque(循环队列,依赖于可变数组来实现的)

ArrayDeque不是线程安全的。

ArrayDeque不可以存取null元素，因为系统根据某个位置是否为null来判断元素的存在。当作为栈使用时，性能比Stack好；当作为队列使用时，性能比LinkedList好。

方法:

//向队列中插入一个元素，并返回true 如果队列已满，抛出IllegalStateException异常
boolean add(E e);//向队列中插入一个元素，并返回true 如果队列已满，返回false
boolean offer(E e);//取出队列头部的元素，并从队列中移除 队列为空，抛出NoSuchElementException异常
E remove();//取出队列头部的元素，并从队列中移除 队列为空，返回null
E poll();//取出队列头部的元素，但并不移除 如果队列为空，抛出NoSuchElementException异常
E element();//取出队列头部的元素，但并不移除 队列为空，返回null
E peek();

FutureTask

FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。是Future 的一个实现。通过get()方法可以异步获取执行结果，不论FutureTask调用多少次run()或者call()方法，它都能确保只执行一次Runable或Callable任务。因此，FutureTask非常适合用于耗时高并发的计算，另外可以通过cancel()方法取消执行任务。

方法：

 1.get() //阻塞一直等待执行完成拿到结果2.get(int timeout, TimeUnit timeUnit)//阻塞一直等待执行完成拿到结果，如果在超时时间内，没有拿到抛出异常 3.isCancelled()//是否被取消4.isDone()//是否已经完成5.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)//试图取消正在执行的任务

使用：

 1、 新建异步任务Task task = new Task();2、定义FutrueTaskFutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(task) {// 异步任务执行完成，回调@Overrideprotected void done() {try {System.out.println("future.done():" + get());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}};3、 创建线程池 执行futrueExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();executor.execute(future);//执行的时候会回调Callable(即task)的call方法4、获取异步任务返回值try {// 阻塞，等待异步任务执行完毕-获取异步任务的返回值System.out.println("future.get():" + future.get());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}5、自定义异步任务static class Task implements Callable<Integer> {// 返回异步任务的执行结果@Overridepublic Integer call() throws Exception {int i = 0;for (; i < 10; i++) {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "_"+ i);Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}return i;}}

AsyncTask的源码分析

1、自定义AsyncTask的子类MyAsyncTask

AsyncTask构造函数中初始化三个对象 WorkerRunnable<Params, Result> mWorker; FutureTask mFuture;Handler mHandler;

<1> mWorker实现了Callable接口的类，内部的call方法调用MyAsyncTask的result = doInBackground()并得到返回值。执行完毕后调用postResult(result)方法<2> postResult(result)方法中使用mHandler将result发送给主线程,并调用finish方法。<3> finish方法中会判断任务是否取消。如果取消则调用MyAsyncTask的onCancelled方法，否则就会调用MyAsyncTask的onPostExecute方法

2、MyAsyncTask.execute()

该方法会调用executeOnExecutor(sDefaultExecutor)

executeOnExecutor方法内部会调用MyAsyncTask的onPreExecute()方法和sDefaultExecutor.execute(mFuture)方法

<1> sDefaultExecutor是实现了Executor的SerialExecutor一个线程池<2> 该线程池内部定义了ArrayDeque<Runnable> mTasks的队列的变量、Runnable mActive变量以及execute(Runnable r)方法(Runnable r参数就是mFuture)<3> execute方法内部首先会通过mTasks.offer添加Runnable对象。之后判断mActive是否为空，首次进来肯定为空，会执行scheduleNext()方法<4> scheduleNext()方法会从队列mTasks中取出之前添加的Runnable对象(使用mTasks.poll())赋值给mActive，并判断如果不为空交给THREAD_POOL_EXECUTOR去执行(THREAD_POOL_EXECUTOR是实现ThreadPoolExecutor的一个线程池)，可见AsyncTask内部真正执行任务的是THREAD_POOL_EXECUTOR线程池<5> 添加的Runnable对象，内部会调用参数r的run方法(即mFuture的run方法)。run()内部会回调mWorker.call()方法，执行完毕后会再次去调用scheduleNext()方法执行下一个方法。从这里看出默认是串行执行的

3、更新进度条

在doInBackground中调用publishProgress(int progress)方法，在该方法内部会使用mHandler将progress发送到主线程，会调用MyAsyncTask的onProgressUpdate方法

4、取消

使用MyAsyncTask的cancel(true)取消任务的时候，内部会设置AtomicBoolean mCancelled的set方法设置true，设置取消的标志。如果doInBackground中正在循环的执行耗时任务，任务并不会停止，直至执行结束。如果想在doInBackground中停止正在执行的循环操作，那么就需要在doInBackground的循环中使用：

if(isCancelled()){break;
}来跳出循环

六、AsyncTask注意事项

1、内存泄漏

AsyncTask内存泄漏问题和handler是一样的。如果在activity中使用非静态内部类或匿名内部类来创建AsyncTask的话，由于Java非静态内部类会会持有外部类activity的隐式引用。如果AsyncTask的生命周期比Activity的长，当Activity进行销毁AsyncTask还在执行时，由于AsyncTask持有Activity的引用，导致Activity对象无法回收，进而产生内存泄露。

2、生命周期
它的生命周期会执行耗时操作，所以它不会随着activity的销毁而销毁，需要手动取消

3、结果丢失

在屏幕旋转等造成Activity重新创建时AsyncTask数据丢失。当Activity销毁并创新创建后，还在运行的AsyncTask会持有一个Activity的非法引用即之前的Activity实例。导致onPostExecute()没有任何作用。

4、并行与串行

Android1.6之前：

任务是串行调度。一个任务执行完成另一个才能执行

Android1.6到2.3

Android团队让AsyncTask并行

Android3.0到现在

Android团队又把AsyncTask改成了串行。当然这一次的修改并没有完全禁止AsyncTask并行。可以通过设置executeOnExecutor(Executor)来实现多个AsyncTask并行。

七、AsyncTask的缺点

在3.0以前，最大支持128个线程的并发，10个任务的等待。在3.0以后，无论有多少任务，都会在其内部单线程执行。为了使AsyncTask执行并行任务并可以一次执行更多个任务，可以使用executeOnExecutor(Executor)自定义线程池来实现

public static ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
public static ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
public static ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
public static Executor exec = new ThreadPoolExecutor(15, 200, 10,TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());//顺序执行任务，与AsyncTask默认是串行执行任务一致
new MyAsyncTask((i + 1)).executeOnExecutor(singleThreadExecutor);
//无限制启动线程执行任务
new MyAsyncTask((i + 1)).executeOnExecutor(cachedThreadPool);
//指定线程的数量，每次执行固定数量
new MyAsyncTask((i + 1)).executeOnExecutor(fixedThreadPool);
//AsyncTask中定义的线程池ThreadPoolExecutor。指定每次执行的线程数量以及缓存池中的大小默认128，当线程数量超过线程数量和缓冲池的大小时会抛出异常
new MyAsyncTask((i + 1)).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
//自定义ThreadPoolExecutor
new MyAsyncTask((i + 1)).executeOnExecutor(exec);

八、使用AsyncTask注意的事项

注意的地方：

1、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。2、AsyncTask对象的execute方法必须在主线程中调用3、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。4、不要手动的去调用AsyncTask的onPreExecute, doInBackground, publishPro- gress, onProgressUpdate, onPostExecute方法，这些都是由Android系统自 动调用的5、一个AsyncTask对象只能调用一次execute方法6、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。