Android异步处理系列文章四篇之四 AsyncTask的实现原理

Android异步处理一：使用Thread+Handler实现非UI线程更新UI界面
Android异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面
Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解
Android异步处理四：AsyncTask的实现原理

Android异步处理四：AsyncTask的实现原理

概述：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（原理见：《Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解》）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。

例子：

本章还是以《Android异步处理二：使用AsyncTask异步更新UI界面》中的例子说明AsyncTask的实现原理。

这个例子是在后台下载CSDN的LOGO，下载完成后在UI界面上显示出来。

AsyncTask.java

 1 package com.zhuozhuo;
 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                 GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();
40                 task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
41             }
42         });
43     }
44     
45     class GetCSDNLogoTask 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 }

main.xml

1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
3     android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent"
4     android:layout_height="fill_parent">
5     <ProgressBar android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:id="@+id/progressBar" style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"></ProgressBar>
6     <Button android:id="@+id/button" android:text="下载图片" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content"></Button>
7     <ImageView android:id="@+id/imageView" android:layout_height="wrap_content"
8         android:layout_width="wrap_content" />
9 </LinearLayout>

mainifest.xml

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3       package="com.zhuozhuo"
 4       android:versionCode="1"
 5       android:versionName="1.0">
 6     <uses-sdk android:minSdkVersion="10" />
 7 <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
 8     <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
 9         <activity android:name=".AsyncTaskActivity"
10                   android:label="@string/app_name">
11             <intent-filter>
12                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
13                 <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
14             </intent-filter>
15         </activity>
16 
17     </application>
18 </manifest>

运行结果：

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。

1    private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程
2    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程
3    private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒
4  
5    private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
6            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
7  
8    private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
9            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GetCSDNLogoTask对象：

1 GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();

此时会调用父类AsyncTask的构造函数：

AsyncTask.java

 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     }

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GetCSDNLogoTask对象后，执行

1 task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");

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

AsyncTask.java

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

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。在《Android异步处理三：Handler+Looper+MessageQueue深入详解》一文中我们提到，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：

AsyncTask.java

 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     }

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

转自：http://blog.csdn.net/mylzc/article/details/6774131