Android多线程编程之AsyncTask学习篇（二）

一、AsyncTask之初识

AysncTask比较适用于UI线程，这个类可以在不需要操纵线程或者是Handler的情况下执行后台操作和发布结果到UI主线程中。AsyncTask通过线程池和Handler以及不构成通用线程框架来设计成一个帮助类。AsyncTask比较适用于执行轻量级的后台耗时任务操作（至多是几秒钟的），如果需要用线程执行比较长的耗时任务操作，那么建议适用线程池。

（一）AysncTask是一种轻量级的异步任务类，用来执行后台任务，然后把执行的进度和最终的结果传递给主线程（UI线程）中更新UI。

（二）AysncTask是一个抽象的泛型类，它提供了Params,Progress,Result这三个泛型参数。

（三）AysncTask提供了四个核心的方法

onPreExecute 在主线程中执行，在异步任务执行之前，此方法会被调用，一般可以做一些准备工作，例如在用户交互界面显示一个进度条。
doInBackground 等onPreExecute()方法执行完后在线程池（后台线程）中执行，这一步主要是用于执行后台耗时任务操作，异步任务的参数传递到这一步。计算的结果在这一步返回,将传回的结果传递到后一步，这一步也用于更新一个或者多个单元的进度，这些值通过onProgressUpdate方法在主线程也即UI线程中更新。
onProgressUpdate 在UI主线程被调用，执行的时机没有定义，这个方法主要是用于当后台任务任然在执行中在UI界面显示相应的进度信息。例如，它可以用一个滚动的进度条或者显示文本信息来表示。
onPostExecute 该线程主要是在后台任务执行完后，此方法会在UI主线程中被调用，其中那个后台任务返回的结果会传递到这个方法中。

以上可以用一个简单的实例来说明，代码如下：

public class AsyncTaskTest extends AsyncTask {
    @Override
    protected void onPreExecute() {
        super.onPreExecute();
        Log.v("AsyncTaskTest", Thread.currentThread().getName() + "---->onPreExecute");
    }

    @Override
    protected Object doInBackground(Object[] params) {
        Log.v("AsyncTaskTest", Thread.currentThread().getName() + "---->doInBackground");
        publishProgress();//在工作线程中执行，非UI线程执行。
        return null;
    }

    @Override
    protected void onProgressUpdate(Object[] values) {
        super.onProgressUpdate(values);
        Log.v("AsyncTaskTest", Thread.currentThread().getName() + "---->onProgressUpdate");
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Object o) {
        super.onPostExecute(o);
        Log.v("AsyncTaskTest", Thread.currentThread().getName() + "---->onPostExecute");
    }
}

在主线程中执行new AsyncTaskTest().execute(“AsyncTaskTest”);

打印的日志为：

Android多线程编程之AsyncTask学习篇（二）Android多线程编程之AsyncTask学习篇（二）

从运行结果可以看出四个方法的运行顺序，以及每个方法在什么线程中执行的，也证实了上面四点中的原则。

在使用AysncTask过程中，需要注意以下几个规则：

AsyncTask的类必须在UI主线程中加载，意味着第一次访问必须发生在主线程中。
AsyncTask的对象必须在主线程中创建。
excute方法必须在UI主线中调用。
不要在程序中直接使用onPreExecute，onPostExecute，doInBackground，onProgressUpdate方法。
一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次excute方法，否则会报运行异常。

二、工作原理

在Android 3.0版本之前采用的是并行的执行任务，这在ActivityThread（UI主线程）中的handleBindApplication方法中可以得到验证。

private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    ...

    // If the app is Honeycomb MR1 or earlier, switch its AsyncTask
    // implementation to use the pool executor.  Normally, we use the
    // serialized executor as the default. This has to happen in the
    // main thread so the main looper is set right.     if (data.appInfo.targetSdkVersion <= android.os.Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB_MR1) {
        AsyncTask.setDefaultExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
    } 
    ...
}

当Android系统版本小于等于3.0时，AsyncTask会执行setDefaultExecutor方法，将采用并行的方式来执行任务，高于3.0版本时，则会采用默认的串行的方式来执行任务。

下面主要分析串行的方式来执行一步任务，先看下AsyncTask的构造函数：

/**  * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.  */
 public AsyncTask() {
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

            //noinspection unchecked
            Result result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();
            return postResult(result);
        }
    };

    mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {

        @Override
        protected void done() {
            try {
                postResultIfNotInvoked(get());
            } catch (InterruptedException e) {
                android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
            } catch (ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()", e.getCause());
            } catch (CancellationException e) {
                postResultIfNotInvoked(null);
            }
        }
    };
}

从源代码的注释就可以知道AsyncTask创建的是一个异步任务，只能在UI主线程中创建并且调用。

下面再来看下AsyncTask的执行方法execute(),execute实际调用了executeOnExecutor方法，其中sDefaultExecutor 是一个串行的线程池，一个进程中的所有AsyncTask全部在这个串行的线程池中排队执行。

@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec, Params... params) {
    if (mStatus != Status.PENDING) {
        switch (mStatus) {
            case RUNNING:
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:" + " the task is already running.");
            case FINISHED:
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:" + " the task has already been executed " + "(a task can be executed only once)");
        }
    }

    mStatus = Status.RUNNING;

    onPreExecute();

    mWorker.mParams = params;
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}

调用execute方法时，首先判断执行状态，如果没有处于执行状态，那么标志为执行中（mStatus = Status.RUNNING）。并且先调用onPreExecute()方法，之后将传入的参数赋值给mWorker，mFeature相当于Runable对象，mFeature会插入到任务队列中，如果没有活动的任务，就会调用SerialExecutor

中的scheduleNext方法来执行下一个任务，以此类推。而其中真正执行任务的线程池是THREAD_POOL_EXECUTOR，SerialExecutor线程池主要是对任务进行排列。mFeature中的run方法执行后会调用mWorker中的call方法，call方法在线程池中执行。从AsyncTask构造函数中可知，紧接着会执行doInbackground方法，并将返回结果传递给postResult方法。

private Result postResult(Result result) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
        new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}

private static class InternalHandler extends Handler {
    public InternalHandler() {
        super(Looper.getMainLooper());
    }

    @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
        switch (msg.what) {
            case MESSAGE_POST_RESULT:
                // There is only one result
                result.mTask.finish(result.mData[]);
                break;
            case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                break;
        }
    }
}

在postResult方法中会使用Handler发送消息给主线程中，如果没有在doInBackground方法中执行publishProgress方法，那么会result.mTask.finish(result.mData[0]);

private void finish(Result result) {
    if (isCancelled()) {
        onCancelled(result);
    } else {
        onPostExecute(result);
    }
    mStatus = Status.FINISHED;
}

如果取消了AsyncTask，那么会执行onCancelled方法。如果没有取消，则会执行onPostExecute方法。

如果在doInBackground方法中执行publishProgress方法，那么会先执行Handler中的result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);之后再执行finish方法。

为了在主线程中能刷新UI，那么AsyncTask必须在满足

AsyncTask的类必须在UI主线程中加载，意味着第一次访问必须发生在主线程中。
AsyncTask的对象必须在主线程中创建。
excute方法必须在UI主线中调用。

这几条规则，那么Handler才会起作用。

另外要注意一点的是，如果Android系统版本是3.0以下，AsyncTask是并行执行的。在3.0以上是串行执行的，如果想在3.0版本以上也是并行执行，可以使用AysncTask的executeOnExecutor调用任务。

备注：这里大家还需要进一步了解一下FeatureTask是如何工作的，以及Callable的工作原理，才能更加清晰AsyncTask的工作机制，在这里就不再详细讲解了。

想要了解FeatureTask的工作机制，可以查阅《Java并发编程的艺术》一书中的第十章的第四小节内容。需要pdf版电子书的可以给我留言。

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一、AsyncTask之初识

二、工作原理

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