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深入AsyncTask原理 [复制链接]

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发表于 2012-03-01 17:52 |只看该作者 |倒序浏览
深入AsyncTask原理




AndroidAsyncTask
AsyncTask的本质是一个线程池,所有提交的异步任务都会在这个线程池(想想C3P0)中的工作线程内执行,当工作线程需要跟UI线程交互时,工作线程会通过向在UI线程创建的Handler传递消息的方式,调用相关的回调函数,从而实现UI界面的更新。

还是以昨天的例子为例~来说明AsyncTask的实现原理
Java代码
  1. package cn.caiwb.aysnc;     
  2.      
  3.      
  4. import org.apache.http.HttpResponse;     
  5. import org.apache.http.client.HttpClient;     
  6. import org.apache.http.client.methods.HttpGet;     
  7. import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;     
  8.      
  9. import android.app.Activity;     
  10. import android.graphics.Bitmap;     
  11. import android.graphics.BitmapFactory;     
  12. import android.os.AsyncTask;     
  13. import android.os.Bundle;     
  14. import android.view.View;     
  15. import android.view.View.OnClickListener;     
  16. import android.widget.Button;     
  17. import android.widget.ImageView;     
  18. import android.widget.ProgressBar;     
  19. import android.widget.Toast;     
  20.      
  21. public class AsyncTaskActivity extends Activity {     
  22.          
  23.     private ImageView mImageView;     
  24.     private Button mButton;     
  25.     private ProgressBar mProgressBar;     
  26.          
  27.     @Override     
  28.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {     
  29.         super.onCreate(savedInstanceState);     
  30.         setContentView(R.layout.main);     
  31.             
  32.         mImageView= (ImageView) findViewById(R.id.imageView);     
  33.         mButton = (Button) findViewById(R.id.button);     
  34.         mProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);     
  35.         mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {     
  36.                  
  37.             @Override     
  38.             public void onClick(View v) {     
  39.                 GetIteyeLogoTask task = new GetIteyeLogoTask();     
  40.                 task.execute("http://www.iteye.com/images/logo.gif");     
  41.             }     
  42.         });     
  43.     }     
  44.          
  45.     class GetIteyeLogoTask extends AsyncTask<String,Integer,Bitmap> {//继承AsyncTask     
  46.      
  47.         @Override     
  48.         protected Bitmap doInBackground(String... params) {//处理后台执行的任务,在后台线程执行     
  49.             publishProgress(0);//将会调用onProgressUpdate(Integer... progress)方法     
  50.             HttpClient hc = new DefaultHttpClient();     
  51.             publishProgress(30);     
  52.             HttpGet hg = new HttpGet(params[0]);//获取csdn的logo     
  53.             final Bitmap bm;     
  54.             try {     
  55.                 HttpResponse hr = hc.execute(hg);     
  56.                 bm = BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());     
  57.             } catch (Exception e) {     
  58.                      
  59.                 return null;     
  60.             }     
  61.             publishProgress(100);     
  62.             //mImageView.setImageBitmap(result); 不能在后台线程操作ui     
  63.             return bm;     
  64.         }     
  65.             
  66.         protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {//在调用publishProgress之后被调用,在ui线程执行     
  67.             mProgressBar.setProgress(progress[0]);//更新进度条的进度     
  68.          }     
  69.      
  70.          protected void onPostExecute(Bitmap result) {//后台任务执行完之后被调用,在ui线程执行     
  71.              if(result != null) {     
  72.                  Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "成功获取图片", Toast.LENGTH_LONG).show();     
  73.                  mImageView.setImageBitmap(result);     
  74.              }else {     
  75.                  Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "获取图片失败", Toast.LENGTH_LONG).show();     
  76.              }     
  77.          }     
  78.               
  79.          protected void onPreExecute () {//在 doInBackground(Params...)之前被调用,在ui线程执行     
  80.              mImageView.setImageBitmap(null);     
  81.              mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位     
  82.          }     
  83.               
  84.          protected void onCancelled () {//在ui线程执行     
  85.              mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位     
  86.          }     
  87.             
  88.     }     
  89.          
  90.      
  91. }   

  92.     package cn.caiwb.aysnc;  
  93.       
  94.       
  95.     import org.apache.http.HttpResponse;  
  96.     import org.apache.http.client.HttpClient;  
  97.     import org.apache.http.client.methods.HttpGet;  
  98.     import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;  
  99.       
  100.     import android.app.Activity;  
  101.     import android.graphics.Bitmap;  
  102.     import android.graphics.BitmapFactory;  
  103.     import android.os.AsyncTask;  
  104.     import android.os.Bundle;  
  105.     import android.view.View;  
  106.     import android.view.View.OnClickListener;  
  107.     import android.widget.Button;  
  108.     import android.widget.ImageView;  
  109.     import android.widget.ProgressBar;  
  110.     import android.widget.Toast;  
  111.       
  112.     public class AsyncTaskActivity extends Activity {  
  113.          
  114.         private ImageView mImageView;  
  115.         private Button mButton;  
  116.         private ProgressBar mProgressBar;  
  117.          
  118.         @Override  
  119.         public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  120.             super.onCreate(savedInstanceState);  
  121.             setContentView(R.layout.main);  
  122.               
  123.             mImageView= (ImageView) findViewById(R.id.imageView);  
  124.             mButton = (Button) findViewById(R.id.button);  
  125.             mProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);  
  126.             mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {  
  127.                   
  128.                 @Override  
  129.                 public void onClick(View v) {  
  130.                     GetIteyeLogoTask task = new GetIteyeLogoTask();  
  131.                     task.execute("http://www.iteye.com/images/logo.gif");  
  132.                 }  
  133.             });  
  134.         }  
  135.          
  136.         class GetIteyeLogoTask extends AsyncTask<String,Integer,Bitmap> {//继承AsyncTask  
  137.       
  138.             @Override  
  139.             protected Bitmap doInBackground(String... params) {//处理后台执行的任务,在后台线程执行  
  140.                 publishProgress(0);//将会调用onProgressUpdate(Integer... progress)方法  
  141.                 HttpClient hc = new DefaultHttpClient();  
  142.                 publishProgress(30);  
  143.                 HttpGet hg = new HttpGet(params[0]);//获取csdn的logo  
  144.                 final Bitmap bm;  
  145.                 try {  
  146.                     HttpResponse hr = hc.execute(hg);  
  147.                     bm = BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());  
  148.                 } catch (Exception e) {  
  149.                      
  150.                     return null;  
  151.                 }  
  152.                 publishProgress(100);  
  153.                 //mImageView.setImageBitmap(result); 不能在后台线程操作ui  
  154.                 return bm;  
  155.             }  
  156.               
  157.             protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {//在调用publishProgress之后被调用,在ui线程执行  
  158.                 mProgressBar.setProgress(progress[0]);//更新进度条的进度  
  159.              }  
  160.       
  161.              protected void onPostExecute(Bitmap result) {//后台任务执行完之后被调用,在ui线程执行  
  162.                  if(result != null) {  
  163.                      Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "成功获取图片", Toast.LENGTH_LONG).show();  
  164.                      mImageView.setImageBitmap(result);  
  165.                  }else {  
  166.                      Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "获取图片失败", Toast.LENGTH_LONG).show();  
  167.                  }  
  168.              }  
  169.                
  170.              protected void onPreExecute () {//在 doInBackground(Params...)之前被调用,在ui线程执行  
  171.                  mImageView.setImageBitmap(null);  
  172.                  mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位  
  173.              }  
  174.                
  175.              protected void onCancelled () {//在ui线程执行  
  176.                  mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位  
  177.              }  
  178.               
  179.         }  
  180.          
  181.       
  182.     }  
复制代码
分析:

在分析实现流程之前,我们先了解一下AsyncTask有哪些成员变量。

Java代码  
private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程   
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程   
private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒   
  
private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =   
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列   
  
private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,   
        MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue,sThreadFactory);//线程池是静态变量,所有的异步任务都会放到这个线程池的工作线程内执行。  

   private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程
   private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程
   private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒

   private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
           new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列

   private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
           MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue,sThreadFactory);//线程池是静态变量,所有的异步任务都会放到这个线程池的工作线程内执行。



回到例子中,点击按钮之后会新建一个GetIteyeLogoTask对象:

Java代码
  1. GetIteyeLogoTask task = new GetIteyeLogoTask();   

  2. GetIteyeLogoTask task = new GetIteyeLogoTask();  
复制代码
此时会调用父类AsyncTask的构造函数:

AsyncTask.java

Java代码
  1. public AsyncTask() {   
  2.         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {   
  3.             public Result call() throws Exception {   
  4.                 Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);   
  5.                 return doInBackground(mParams);   
  6.             }   
  7.         };   
  8.   
  9.         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {   
  10.             @Override  
  11.             protected void done() {   
  12.                 Message message;   
  13.                 Result result = null;   
  14.   
  15.                 try {   
  16.                     result = get();   
  17.                 } catch (InterruptedException e) {   
  18.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);   
  19.                 } catch (ExecutionException e) {   
  20.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",   
  21.                             e.getCause());   
  22.                 } catch (CancellationException e) {   
  23.                     message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,   
  24.                             new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));   
  25.                     message.sendToTarget();//取消任务,发送MESSAGE_POST_CANCEL消息   
  26.                     return;   
  27.                 } catch (Throwable t) {   
  28.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing "  
  29.                             + "doInBackground()", t);   
  30.                 }   
  31.   
  32.                 message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,   
  33.                         new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));//完成任务,发送MESSAGE_POST_RESULT消息并传递result对象   
  34.                 message.sendToTarget();   
  35.             }   
  36.         };   
  37.     }  

  38. public AsyncTask() {
  39.         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
  40.             public Result call() throws Exception {
  41.                 Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
  42.                 return doInBackground(mParams);
  43.             }
  44.         };

  45.         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
  46.             @Override
  47.             protected void done() {
  48.                 Message message;
  49.                 Result result = null;

  50.                 try {
  51.                     result = get();
  52.                 } catch (InterruptedException e) {
  53.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
  54.                 } catch (ExecutionException e) {
  55.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
  56.                             e.getCause());
  57.                 } catch (CancellationException e) {
  58.                     message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
  59.                             new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
  60.                     message.sendToTarget();//取消任务,发送MESSAGE_POST_CANCEL消息
  61.                     return;
  62.                 } catch (Throwable t) {
  63.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing "
  64.                             + "doInBackground()", t);
  65.                 }

  66.                 message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
  67.                         new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));//完成任务,发送MESSAGE_POST_RESULT消息并传递result对象
  68.                 message.sendToTarget();
  69.             }
  70.         };
  71.     }
复制代码
WorkerRunnable类实现了callable接口的call()方法,该函数会调用我们在AsyncTask子类中实现的doInBackground(mParams)方法,由此可见,WorkerRunnable封装了我们要执行的异步任务。FutureTask中的protected void done() {}方法实现了异步任务状态改变后的操作。当异步任务被取消,会向UI线程传递MESSAGE_POST_CANCEL消息,当任务成功执行,会向UI线程传递MESSAGE_POST_RESULT消息,并把执行结果传递到UI线程。

由此可知,AsyncTask在构造的时候已经定义好要异步执行的方法doInBackground(mParams)和任务状态变化后的操作(包括失败和成功)。

当创建完GetIteyeLogoTask对象后,执行

Java代码
  1. task.execute("http://www.iteye.com/images/logo.gif");   

  2. task.execute("http://www.iteye.com/images/logo.gif");  


  3. 此时会调用AsyncTask的execute(Params...params)方法

  4. Java代码  
  5. public final AsyncTask<Params,Progress, Result> execute(Params... params) {   
  6.         if (mStatus != Status.PENDING) {   
  7.             switch (mStatus) {   
  8.                 case RUNNING:   
  9.                     throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"  
  10.                             + " the taskis already running.");   
  11.                 case FINISHED:   
  12.                     throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"  
  13.                             + " the taskhas already been executed "  
  14.                             + "(a task canbe executed only once)");   
  15.             }   
  16.         }   
  17.    
  18.         mStatus = Status.RUNNING;   
  19.    
  20.         onPreExecute();//运行在ui线程,在提交任务到线程池之前执行   
  21.    
  22.         mWorker.mParams = params;   
  23.         sExecutor.execute(mFuture);//提交任务到线程池   
  24.    
  25.         return this;   
  26. }  

  27. public final AsyncTask<Params,Progress, Result> execute(Params... params) {
  28.         if (mStatus != Status.PENDING) {
  29.             switch (mStatus) {
  30.                 case RUNNING:
  31.                     throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
  32.                             + " the taskis already running.");
  33.                 case FINISHED:
  34.                     throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
  35.                             + " the taskhas already been executed "
  36.                             + "(a task canbe executed only once)");
  37.             }
  38.         }

  39.         mStatus = Status.RUNNING;

  40.         onPreExecute();//运行在ui线程,在提交任务到线程池之前执行

  41.         mWorker.mParams = params;
  42.         sExecutor.execute(mFuture);//提交任务到线程池

  43.         return this;
  44. }
复制代码
当任务正在执行或者已经完成,会抛出IllegalStateException,由此可知我们不能够重复调用execute(Params...params)方法。在提交任务到线程池之前,调用了onPreExecute()方法。然后才执行sExecutor.execute(mFuture)是任务提交到线程池。

前面我们说到,当任务的状态发生改变时(1、执行成功2、取消执行3、进度更新),工作线程会向UI线程的Handler传递消息。我们知道Handler要处理其他线程传递过来的消息。在AsyncTask中,InternalHandler是在UI线程上创建的,它接收来自工作线程的消息,实现代码如下:

Java代码
  1. private static class InternalHandler extends Handler {   
  2.        @SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})   
  3.         @Override  
  4.         public voidhandleMessage(Message msg) {   
  5.             AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;   
  6.             switch (msg.what) {   
  7.                 caseMESSAGE_POST_RESULT:   
  8.                     // There is onlyone result   
  9.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);//执行任务成功   
  10.                     break;   
  11.                 caseMESSAGE_POST_PROGRESS:   
  12.                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//进度更新   
  13.                     break;   
  14.                 caseMESSAGE_POST_CANCEL:   
  15.                     result.mTask.onCancelled();//取消任务   
  16.                     break;   
  17.             }   
  18.         }   
  19.     }  

  20. private static class InternalHandler extends Handler {
  21.        @SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
  22.         @Override
  23.         public voidhandleMessage(Message msg) {
  24.             AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;
  25.             switch (msg.what) {
  26.                 caseMESSAGE_POST_RESULT:
  27.                     // There is onlyone result
  28.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);//执行任务成功
  29.                     break;
  30.                 caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
  31.                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//进度更新
  32.                     break;
  33.                 caseMESSAGE_POST_CANCEL:
  34.                     result.mTask.onCancelled();//取消任务
  35.                     break;
  36.             }
  37.         }
  38.     }
复制代码
当接收到消息之后,AsyncTask会调用自身相应的回调方法。

总结:

1、 AsyncTask的本质是一个静态的线程池,AsyncTask派生出的子类可以实现不同的异步任务,这些任务都是提交到静态的线程池中执行。

2、线程池中的工作线程执行doInBackground(mParams)方法执行异步任务

3、当任务状态改变之后,工作线程会向UI线程发送消息,AsyncTask内部的InternalHandler响应这些消息,并调用相关的回调函数

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发表于 2012-03-01 22:26 |只看该作者
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