android多线程-AsyncTask之工作原理深入解析(上)

偏执的太偏执、 2022-07-18 06:26 166阅读 0赞

转载请注明出处（万分感谢！）：  
[http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52462830][http_blog.csdn.net_javazejian_article_details_52462830]  
[出自【zejian的博客】][zejian]  
关联文章:  
[Android 多线程之HandlerThread 完全详解][Android _HandlerThread]  
[Android 多线程之IntentService 完全详解][Android _IntentService]  
[android多线程-AsyncTask之工作原理深入解析(上)][http_blog.csdn.net_javazejian_article_details_52462830]  
[android多线程-AsyncTask之工作原理深入解析(下)][android_-AsyncTask]

前两篇我们分析android的异步线程类HandlerThread与IntentService，它们都是android系统独有的线程类，而android中还有另一个比较重要的异步线程类，它就是AsyncTask。本篇我们将从以下3点深入分析AsyncTask。

*  AsyncTask的常规使用分析以及案例实现
 *  AsyncTask在不同android版本的下的差异
 *  AsyncTask的工作原理流程

### 一、AsyncTask的常规使用分析以及案例实现 ###

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后会把执行的进度和最终结果传递给主线程并更新UI。AsyncTask本身是一个抽象类它提供了Params、Progress、Result 三个泛型参数，其类声明如下：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {

由类声明可以看出AsyncTask抽象类确实定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result，它们分别含义如下：

*  Params ：启动任务执行的输入参数，如HTTP请求的URL
 *  Progress ： 后台任务执行的百分比
 *  Result ：后台执行任务最终返回的结果类型

如果AsyncTask不需要传递具体参数，那么这三个泛型参数可以使用Void代替。好~，我们现在创建一个类继承自AsyncTask如下：

package com.zejian.handlerlooper;
    
    import android.graphics.Bitmap;
    import android.os.AsyncTask;
    
    /** * Created by zejian * Time 16/9/4. * Description: */
    public class DownLoadAsyncTask extends AsyncTask<String,Integer,Bitmap> { 
    
        /** * onPreExecute是可以选择性覆写的方法 * 在主线程中执行,在异步任务执行之前,该方法将会被调用 * 一般用来在执行后台任务前对UI做一些标记和准备工作， * 如在界面上显示一个进度条。 */
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
        }
    
        /** * 抽象方法必须覆写,执行异步任务的方法 * @param params * @return */
        @Override
        protected Bitmap doInBackground(String... params) {
            return null;
        }
    
        /** * onProgressUpdate是可以选择性覆写的方法 * 在主线程中执行,当后台任务的执行进度发生改变时, * 当然我们必须在doInBackground方法中调用publishProgress() * 来设置进度变化的值 * @param values */
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
        }
    
        /** * onPostExecute是可以选择性覆写的方法 * 在主线程中执行,在异步任务执行完成后,此方法会被调用 * 一般用于更新UI或其他必须在主线程执行的操作,传递参数bitmap为 * doInBackground方法中的返回值 * @param bitmap */
        @Override
        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
            super.onPostExecute(bitmap);
        }
    
        /** * onCancelled是可以选择性覆写的方法 * 在主线程中,当异步任务被取消时,该方法将被调用, * 要注意的是这个时onPostExecute将不会被执行 */
        @Override
        protected void onCancelled() {
            super.onCancelled();
        }
    }

如代码所示，我们创建一个继承自AsyncTask的异步线程类，在泛型参数方面，传递String类型(Url) , Integer类型（显示进度），Bitmap类型作为返回值。接着重写了抽象方法doInBackground()，以及覆写了onPreExecute()、onProgressUpdate()、onPostExecute()、onCancelled()等方法，它们的主要含义如下：

*  （1）onPreExecute(), 该方法在主线程中执行，将在execute(Params… params)被调用后执行，一般用来做一些UI的准备工作，如在界面上显示一个进度条。
 *  （2）doInBackground(Params…params), 抽象方法，必须实现，该方法在线程池中执行，用于执行异步任务，将在onPreExecute方法执行后执行。其参数是一个可变类型，表示异步任务的输入参数，在该方法中还可通过publishProgress(Progress… values)来更新实时的任务进度，而publishProgress方法则会调用onProgressUpdate方法。此外doInBackground方法会将计算的返回结果传递给onPostExecute方法。
 *  （3）onProgressUpdate(Progress…),在主线程中执行，该方法在publishProgress(Progress… values)方法被调用后执行，一般用于更新UI进度，如更新进度条的当前进度。
 *  （4）onPostExecute(Result), 在主线程中执行，在doInBackground 执行完成后，onPostExecute 方法将被UI线程调用，doInBackground 方法的返回值将作为此方法的参数传递到UI线程中，并执行一些UI相关的操作，如更新UI视图。
 *  （5）onCancelled()，在主线程中执行，当异步任务被取消时,该方法将被调用,要注意的是这个时onPostExecute将不会被执行。

我们这里再强调一下它们的执行顺序，onPreExecute方法先执行，接着是doInBackground方法，在doInBackground中如果调用了publishProgress方法，那么onProgressUpdate方法将会被执行，最后doInBackground方法执行后完后，onPostExecute方法将被执行。说了这么多，我们还没说如何启动AsyncTask呢，其实可以通过execute方法启动异步线程，其方法声明如下：

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params)

该方法是一个final方法，参数类型是可变类型，实际上这里传递的参数和doInBackground(Params…params)方法中的参数是一样的，该方法最终返回一个AsyncTask的实例对象，可以使用该对象进行其他操作，比如结束线程之类的。启动范例如下：

new DownLoadAsyncTask().execute(url1,url2,url3);

当然除了以上介绍的内容外，我们在使用AsyncTask时还必须遵守一些规则，以避免不必要的麻烦。

*  (1) AsyncTask的实例必须在主线程（UI线程）中创建 ，execute方法也必须在主线程中调用
 *  (2) 不要在程序中直接的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result)，doInBackground(Params…), onProgressUpdate(Progress…)这几个方法
 *  (3) 不能在doInBackground(Params… params)中更新UI
 *  (5) 一个AsyncTask对象只能被执行一次，也就是execute方法只能调用一次，否则多次调用时将会抛出异常

到此，AsyncTask的常规方法说明和使用以及注意事项全部介绍完了，下面我们来看一个下载案例，该案例是去下载一张大图，并实现下载实时进度。先来看看AsynTaskActivity.java的实现：

package com.zejian.handlerlooper;
    
    import android.content.Context;
    import android.os.AsyncTask;
    import android.os.Environment;
    import android.os.PowerManager;
    import android.widget.Toast;
    
    import com.zejian.handlerlooper.util.LogUtils;
    
    import java.io.File;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.HttpURLConnection;
    import java.net.URL;
    
    /** * Created by zejian * Time 16/9/4. * Description: */
    public class DownLoadAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> { 
        private PowerManager.WakeLock mWakeLock;
        private int ValueProgress=100;
        private Context context;
    
    
        public DownLoadAsyncTask(Context context){
            this.context=context;
        }
    
        /** * sync method which download file * @param params * @return */
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            InputStream input = null;
            OutputStream output = null;
            HttpURLConnection connection = null;
            try {
                URL url = new URL(params[0]);
                connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                connection.connect();
                // expect HTTP 200 OK, so we don't mistakenly save error report
                // instead of the file
                if (connection.getResponseCode() != HttpURLConnection.HTTP_OK) {
                    return "Server returned HTTP " + connection.getResponseCode()
                            + " " + connection.getResponseMessage();
                }
                // this will be useful to display download percentage
                // might be -1: server did not report the length
                int fileLength = connection.getContentLength();
                // download the file
                input = connection.getInputStream();
                //create output
                output = new FileOutputStream(getSDCardDir());
                byte data[] = new byte[4096];
                long total = 0;
                int count;
                while ((count = input.read(data)) != -1) {
                    // allow canceling with back button
                    if (isCancelled()) {
                        input.close();
                        return null;
                    }
                    total += count;
                    // publishing the progress....
                    if (fileLength > 0) // only if total length is known
                        publishProgress((int) (total * 100 / fileLength));
                    //
                    Thread.sleep(100);
                    output.write(data, 0, count);
                }
            } catch (Exception e) {
                return e.toString();
            } finally {
                try {
                    if (output != null)
                        output.close();
                    if (input != null)
                        input.close();
                } catch (IOException ignored) {
                }
                if (connection != null)
                    connection.disconnect();
            }
    
            return null;
        }
    
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
            // take CPU lock to prevent CPU from going off if the user
            // presses the power button during download
            PowerManager pm = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
            mWakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK,
                    getClass().getName());
            mWakeLock.acquire();
            //Display progressBar
    // progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);
        }
    
        @Override
        protected void onPostExecute(String values) {
            super.onPostExecute(values);
            mWakeLock.release();
            if (values != null)
                LogUtils.e("Download error: "+values);
            else {
                Toast.makeText(context, "File downloaded", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        }
    
        /** * set progressBar * @param values */
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
    // progressBar.setmProgress(values[0]);
            //update progressBar
            if(updateUI!=null){
                updateUI.UpdateProgressBar(values[0]);
            }
        }
    
        /** * get SD card path * @return */
        public File getSDCardDir(){
            if(Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState())){
                // 创建一个文件夹对象，赋值为外部存储器的目录
                String dirName = Environment.getExternalStorageDirectory()+"/MyDownload/";
                File f = new File(dirName);
                if(!f.exists()){
                    f.mkdir();
                }
                File downloadFile=new File(f,"new.jpg");
                return downloadFile;
            }
            else{
                LogUtils.e("NO SD Card!");
                return null;
    
            }
    
        }
    
        public UpdateUI updateUI;
    
    
        public interface UpdateUI{ 
            void UpdateProgressBar(Integer values);
        }
    
        public void setUpdateUIInterface(UpdateUI updateUI){
            this.updateUI=updateUI;
        }
    }

简单说明一下代码，在onPreExecute方法中，可以做了一些准备工作，如显示进度圈，这里为了演示方便，进度圈在常态下就是显示的，同时，我们还锁定了CPU，防止下载中断，而在doInBackground方法中，通过HttpURLConnection对象去下载图片，然后再通过`int fileLength =connection.getContentLength();`代码获取整个下载图片的大小并使用`publishProgress((int) (total * 100 / fileLength));`更新进度，进而调用onProgressUpdate方法更新进度条。最后在onPostExecute方法中释放CPU锁，并通知是否下载成功。接着看看Activity的实现：  
activity\_download.xml

AsynTaskActivity.java

package com.zejian.handlerlooper;
    
    import android.Manifest;
    import android.app.Activity;
    import android.content.pm.PackageManager;
    import android.os.Bundle;
    import android.support.v4.app.ActivityCompat;
    import android.support.v4.content.ContextCompat;
    import android.view.View;
    import android.widget.Button;
    
    import com.zejian.handlerlooper.util.LoadProgressBarWithNum;
    import com.zejian.handlerlooper.util.LogUtils;
    
    /** * Created by zejian * Time 16/9/4. * Description:AsynTaskActivity */
    public class AsynTaskActivity extends Activity implements DownLoadAsyncTask.UpdateUI { 
        private static int WRITE_EXTERNAL_STORAGE_REQUEST_CODE=0x11;
        private static String DOWNLOAD_FILE_JPG_URL="http://img2.3lian.com/2014/f6/173/d/51.jpg";
        private LoadProgressBarWithNum progressBar;
    
        private Button downloadBtn;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_download);
            progressBar= (LoadProgressBarWithNum) findViewById(R.id.progressbar);
            downloadBtn= (Button) findViewById(R.id.downloadBtn);
            //create DownLoadAsyncTask
            final DownLoadAsyncTask  downLoadAsyncTask= new DownLoadAsyncTask(AsynTaskActivity.this);
            //set Interface
            downLoadAsyncTask.setUpdateUIInterface(this);
            //start download
            downloadBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    //execute
                    downLoadAsyncTask.execute(DOWNLOAD_FILE_JPG_URL);
                }
            });
    
            //android 6.0 权限申请
            if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE)
                    != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                //android 6.0 API 必须申请WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限
                ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE},
                        WRITE_EXTERNAL_STORAGE_REQUEST_CODE);
            }
        }
    
    
        @Override
        public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
            super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
            doNext(requestCode,grantResults);
        }
    
        private void doNext(int requestCode, int[] grantResults) {
            if (requestCode == WRITE_EXTERNAL_STORAGE_REQUEST_CODE) {
                if (grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                    // Permission Granted
                    LogUtils.e("Permission Granted");
                } else {
                    // Permission Denied
                    LogUtils.e("Permission Denied");
                }
            }
        }
    
        /** * update progressBar * @param values */
        @Override
        public void UpdateProgressBar(Integer values) {
            progressBar.setmProgress(values);;
        }
    }

在AsynTaskActivity中实现了更新UI的接口DownLoadAsyncTask.UpdateUI，用于更新主线程的progressBar的进度，由于使用的测试版本是android6.0，涉及到外部SD卡读取权限的申请，所以在代码中对SD卡权限进行了特殊处理（这点不深究，不明白可以google一下），LoadProgressBarWithNum是一个自定义的进度条控件。ok~，最后看看我们的运行结果：  
![20160905094150432][]  
  效果符合预期，通过这个案例，相信我们对AsyncTask的使用已相当清晰了。基本使用到此，然后再来聊聊AsyncTask在不同android版本中的差异。

### 二、AsyncTask在不同android版本的下的差异 ###

这里我们主要区分一下android3.0前后版本的差异，在android 3.0之前，AsyncTask处理任务时默认采用的是线程池里并行处理任务的方式，而在android 3.0之后 ，为了避免AsyncTask处理任务时所带来的并发错误，AsyncTask则采用了单线程串行执行任务。但是这并不意味着android 3.0之后只能执行串行任务，我们仍然可以采用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行执行任务。接下来，编写一个案例，分别在android 2.3.3 和 android 6.0上执行，然后打印输出日志。代码如下：

package com.zejian.handlerlooper;
    
    import android.app.Activity;
    import android.os.AsyncTask;
    import android.os.Bundle;
    import android.view.View;
    import android.widget.Button;
    import com.zejian.handlerlooper.util.LogUtils;
    import java.text.SimpleDateFormat;
    import java.util.Date;
    
    /** * Created by zejian * Time 16/9/5. * Description: */
    public class ActivityAsyncTaskDiff extends Activity { 
        private Button btn;
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_async_diff);
            btn= (Button) findViewById(R.id.btn);
            btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-1").execute("");
                    new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-2").execute("");
                    new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-3").execute("");
                    new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-4").execute("");
                    new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-5").execute("");
                }
            });
        }
    
        private static class AysnTaskDiff extends AsyncTask<String ,Integer ,String>{ 
            private String name;
            public AysnTaskDiff(String name){
                super();
                this.name=name;
            }
    
            @Override
            protected String doInBackground(String... params) {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                }catch (Exception ex){
                    ex.printStackTrace();
                }
    
                return name;
            }
    
            @Override
            protected void onPostExecute(String s) {
                super.onPostExecute(s);
                SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
                LogUtils.e(s+" execute 执行完成时间:"+df.format(new Date()));
            }
        }
    
    }

案例代码比较简单，不过多分析，我们直接看在android 2.3.3 和 android 6.0上执行的结果，其中android 2.3.3上执行Log打印如下：  
![20160905224238474][]  
在 android 6.0上执行Log打印如下：  
![20160905224620916][]  
   从打印log可以看出AsyncTask在android 2.3.3上确实是并行执行任务的，而在 android 6.0上则是串行执行任务。那么了解这点有什么用呢？其实以前我也只是知道这回事而已，不过最近在SDK开发中遇到了AsyncTask的开发问题，产生问题的场景是这样的，我们团队在SDK中使用了AsyncTask作为网络请求类，因为现在大部分系统都是在Android 3.0以上的系统运行的，所以默认就是串行运行，一开始SDK在海外版往外提供也没有出现什么问题，直到后面我们提供国内一个publisher海外版本时，问题就出现了，该publisher接入我们的SDK后，他们的应用网络加载速度变得十分慢，后来他们一直没排查出啥问题，我们这边也在懵逼中……直到我们双方都找到一个点，那就是publisher的应用和我们的SDK使用的都是AsyncTask作为网络请求，那么问题就来，我们SDK是在在Application启动时触发网络的，而他们的应用也是启动Activity时去访问网络，所以SDK比应用先加载网络数据，但是！！！AsyncTask默认是串行执行的，所以！！只有等我们的SDK网络加载完成后，他们应用才开始加载网络数据，这就造成应用的网络加载延迟十分严重了。后面我们SDK在内部把AsyncTask改为并行任务后问题也就解决了（当然这也是SDK的一个BUG，考虑欠佳）。在Android 3.0之后我们可以通过下面代码让AsyncTask执行并行任务，其AsyncTask.THREAD\_POOL\_EXECUTOR为AsyncTask的内部线程池。

new AysnTaskDiff("AysnTaskDiff-5").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");

第一个参数传递是线程池，一般使用AsyncTask内部提供的线程池即可（也可以自己创建），第二个参数，就是最终会传递给doInBackground方法的可变参数，这里不传，所以直接给了空白符。执行效果就不再演示了，大家可以自行测试一下。  
   ok~，到此AsyncTask在不同android版本中的差异也分析完，感觉文章有点长了，那么AsyncTask工作原理分析就放到下篇吧，晚安。。

简易源码下载：[源码地址][Link 1]

关联文章:  
[Android 多线程之HandlerThread 完全详解][Android _HandlerThread]  
[Android 多线程之IntentService 完全详解][Android _IntentService]  
[android多线程-AsyncTask之工作原理深入解析(上)][http_blog.csdn.net_javazejian_article_details_52462830]  
[android多线程-AsyncTask之工作原理深入解析(下)][android_-AsyncTask]

主要参考资料：  
[https://developers.android.com][https_developers.android.com]  
《android开发艺术探索》

[http_blog.csdn.net_javazejian_article_details_52462830]: http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52462830
[zejian]: http://blog.csdn.net/javazejian
[Android _HandlerThread]: http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52426353
[Android _IntentService]: http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52426425
[android_-AsyncTask]: http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52464139
[20160905094150432]: /images/20220717/8e67b35dac6d49dcab7c7ff1a0616419.png
[20160905224238474]: /images/20220717/445f9e300068485bae190e0205f03b87.png
[20160905224620916]: /images/20220717/e317f95bb3b9464bb18badaa34a535e9.png
[Link 1]: http://download.csdn.net/detail/javazejian/9776040
[https_developers.android.com]: https://developers.android.com