Android实战技巧：深入解析AsyncTask

柔光的暖阳◎ 2022-08-08 14:43 131阅读 0赞

## AsyncTask的介绍及基本使用方法 ##

关于AsyncTask的介绍和基本使用方法可以参考[官方文档][Link 1]和[Android实战技巧：多线程AsyncTask][Android_AsyncTask]这里就不重复。

## AsyncTask引发的一个问题 ##

上周遇到了一个极其诡异的问题，一个小功能从网络上下载一个图片，然后放到ImageView中，是用AsyncTask来实现的，本身逻辑也很简单，仅是在doInBackground中用HTTP请求把图片的输入流取出，然后用BitmapFactory去解析，然后再把得到的Bitmap放到ImageView中。这个应用是用4.0的SDK开发的，也是运行在4.0上面的。但是有时候下载这张图片去要用很久很久，甚至要等上几分钟。通过调试发现一个令人难以接受的事实：竟然是doInBackground()未及时执行，也就是它并没有在\#execute()调用之后马上执行，而是等待了很久才得以执行。

神马情况，难道AsyncTask不是线程，难道不是异步，难道AsyncTask另有内幕？

## AsyncTask的内幕 ##

AsyncTask主要有二个部分：一个是与主线各的交互，另一个就是线程的管理调度。虽然可能多个AsyncTask的子类的实例，但是AsyncTask的内部Handler和ThreadPoolExecutor都是进程范围内共享的，其都是static的，也即属于类的，类的属性的作用范围是CLASSPATH，因为一个进程一个VM，所以是AsyncTask控制着进程范围内所有的子类实例。

### 与主线程交互 ###

与主线程交互是通过Handler来进行的，因为本文主要探讨AsyncTask在任务调度方面的，所以对于这部分不做细致介绍，感兴趣的朋友可以去看[AsyncTask的源码][AsyncTask]

### 线程任务的调度 ###

内部会创建一个进程作用域的线程池来管理要运行的任务，也就就是说当你调用了AsyncTask\#execute()后，AsyncTask会把任务交给线程池，由线程池来管理创建Thread和运行Therad。对于内部的线程池不同版本的Android的实现方式是不一样的：

#### Android2.3以前的版本，也即SDK/API 10和以前的版本 ####

内部的线程池限制是5个，也就是说同时只能有5个线程运行，超过的线程只能等待，等待前面的线程某个执行完了才被调度和运行。换句话说，如果一个进程中的AsyncTask实例个数超过5个，那么假如前5个都运行很长时间的话，那么第6个只能等待机会了。这是AsyncTask的一个限制，而且对于2.3以前的版本无法解决。如果你的应用需要大量的后台线程去执行任务，那么你只能放弃使用AsyncTask，自己创建线程池来管理Thread，或者干脆不用线程池直接使用Thread也无妨。不得不说，虽然AsyncTask较Thread使用起来比较方便，但是它最多只能同时运行5个线程，这也大大局限了它的实力，你必须要小心的设计你的应用，错开使用AsyncTask的时间，尽力做到分时，或者保证数量不会大于5个，否则就可能遇到上面提到的问题。要不然就只能使用JavaSE中的API了。

![1347724789_6353.gif][]

#### Android 3.0以后，也即SDK/API 11和以后的版本 ####

可能是Google意识到了AsyncTask的局限性了，从Android 3.0开始对AsyncTask的API做出了一些调整：

1.  \#execute()提交的任务，按先后顺序每次只运行一个
    
    也就是说它是按提交的次序，每次只启动一个线程执行一个任务，完成之后再执行第二个任务，也就是相当于只有一个后台线程在执行所提交的任务(Executors.newSingleThreadPool())。
    
    ![1347724823_3885.gif][]  
    
2.  新增了接口\#executeOnExecutor()
    
    这个接口允许开发者提供自定义的线程池来运行和调度Thread，如果你想让所有的任务都能并发同时运行，那就创建一个没有限制的线程池(Executors.newCachedThreadPool())，并提供给AsyncTask。这样这个AsyncTask实例就有了自己的线程池而不必使用AsyncTask默认的。
3.  新增了二个预定义的线程池*SERIAL\_EXECUTOR*和*THREAD\_POOL\_EXECUTOR*
    
    其实*THREAD\_POOL\_EXECUTOR*并不是新增的，之前的就有，只不过之前(Android 2.3)它是AsyncTask私有的，未公开而已。*THREAD\_POOL\_EXECUTOR*是一个corePoolSize为5的线程池，也就是说最多只有5个线程同时运行，超过5个的就要等待。所以如果使用executeOnExecutor(AsyncTask.*THREAD\_POOL\_EXECUTOR*)就跟2.3版本的AsyncTask.execute()效果是一样的。
    
    ![1347726246_7870.gif][]  
    
    
    而*SERIAL\_EXECUTOR*是新增的，它的作用是保证任务执行的顺序，也就是它可以保证提交的任务确实是按照先后顺序执行的。它的内部有一个队列用来保存所提交的任务，保证当前只运行一个，这样就可以保证任务是完全按照顺序执行的，默认的execute()使用的就是这个，也就是executeOnExecutor(AsyncTask.*SERIAL\_EXECUTOR*)与execute()是一样的。

## 前面问题的解法 ##

了解了AsyncTask的内幕就知道了前面问题的原因：因为是4.0平台，所以所有的AsyncTask并不都会运行在单独的线程中，而是被SERIAL\_EXECUTOR顺序的使用线程执行。因为应用中可能还有其他地方使用AsyncTask，所以到网络取图片的AsyncTask也许会等待到其他任务都完成时才得以执行而不是调用executor()之后马上执行。

那么解决方法其实很简单，要么直接使用Thread，要么创建一个单独的线程池(Executors.newCachedThreadPool())。或者最简单的解法就是使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD\_POOL\_EXECUTOR)，这样起码不用等到前面的都结束了再执行。

## AsyncTask的使用注意事项 ##

[前面的文章][Android_AsyncTask]曾建议使用AsyncTask而不是使用Thread，但是AsyncTask似乎又有它的限制，这就要根据具体的需求情况而选择合适的工具，**No Silver Bullet。**下面是一些建议：

*  改善你的设计，**少用异步处理**
    
    线程的开销是非常大的，同时异步处理也容易出错，难调试，难维护，所以改善你的设计，尽可能的少用异步。对于一般性的数据库查询，少量的I/O操作是没有必要启动线程的。
 *  与主线程有**交互**时用AsyncTask，否则就用Thread
    
    AsyncTask被设计出来的目的就是为了满足Android的特殊需求：非主线程不能操作(UI)组件，所以AsyncTask扩展Thread增强了与主线程的交互的能力。如果你的应用没有与主线程交互，那么就直接使用Thread就好了。
 *  当有需要大量线程执行任务时，一定要**创建线程池**
    
    线程的开销是非常大的，特别是创建一个新线程，否则就不必设计线程池之类的工具了。当需要大量线程执行任务时，一定要创建线程池，无论是使用AsyncTask还是Thread，因为使用AsyncTask它内部的线程池有数量限制，可能无法满足需求；使用Thread更是要线程池来管理，避免虚拟机创建大量的线程。比如从网络上批量下载图片，你不想一个一个的下，或者5个5个的下载，那么就创建一个CorePoolSize为10或者20的线程池，每次10个或者20个这样的下载，即满足了速度，又不至于耗费无用的性能开销去无限制的创建线程。
 *  对于想要立即开始执行的异步任务，要么直接使用Thread，要么单独创建线程池提供给AsyncTask
    
    默认的AsyncTask不一定会立即执行你的任务，除非你提供给他一个单独的线程池。如果不与主线程交互，直接创建一个Thread就可以了，虽然创建线程开销比较大，但如果这不是批量操作就没有问题。
 *  Android的开发没有想像中那样简单，要多花心思和时间在代码上和测试上面，以确信程序是优质的

附上相关资源：

使用自定义的CorePoolSize为7的Executor(Executors.newFixedThreadPool(7))：

![1347725020_5458.gif][]

使用未设限制的Executor(Executors.newCachedThreadPool())：

![1347725044_9827.gif][]

这些例子所用的代码：

**\[java\]**  [view plain][] [copy][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  **public** **class** AsyncTaskDemoActivity **extends** Activity \{  
2.      **private** **static** **int** ID = 0;  
3.      **private** **static** **final** **int** TASK\_COUNT = 9;  
4.      **private** **static** ExecutorService SINGLE\_TASK\_EXECUTOR;  
5.      **private** **static** ExecutorService LIMITED\_TASK\_EXECUTOR;  
6.      **private** **static** ExecutorService FULL\_TASK\_EXECUTOR;  
7.        
8.      **static** \{  
9.          SINGLE\_TASK\_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newSingleThreadExecutor();  
10.         LIMITED\_TASK\_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newFixedThreadPool(7);  
11.         FULL\_TASK\_EXECUTOR = (ExecutorService) Executors.newCachedThreadPool();  
12.     \};  
13.       
14.     @Override  
15.     **public** **void** onCreate(Bundle icicle) \{  
16.         **super**.onCreate(icicle);  
17.         setContentView(R.layout.asynctask\_demo\_activity);  
18.         String title = "AsyncTask of API " + VERSION.SDK\_INT;  
19.         setTitle(title);  
20.         **final** ListView taskList = (ListView) findViewById(R.id.task\_list);  
21.         taskList.setAdapter(**new** AsyncTaskAdapter(getApplication(), TASK\_COUNT));  
22.     \}  
23.       
24.     **private** **class** AsyncTaskAdapter **extends** BaseAdapter \{  
25.         **private** Context mContext;  
26.         **private** LayoutInflater mFactory;  
27.         **private** **int** mTaskCount;  
28.         List<SimpleAsyncTask> mTaskList;  
29.           
30.         **public** AsyncTaskAdapter(Context context, **int** taskCount) \{  
31.             mContext = context;  
32.             mFactory = LayoutInflater.from(mContext);  
33.             mTaskCount = taskCount;  
34.             mTaskList = **new** ArrayList<SimpleAsyncTask>(taskCount);  
35.         \}  
36.           
37.         @Override  
38.         **public** **int** getCount() \{  
39.             **return** mTaskCount;  
40.         \}  
41.   
42.         @Override  
43.         **public** Object getItem(**int** position) \{  
44.             **return** mTaskList.get(position);  
45.         \}  
46.   
47.         @Override  
48.         **public** **long** getItemId(**int** position) \{  
49.             **return** position;  
50.         \}  
51.   
52.         @Override  
53.         **public** View getView(**int** position, View convertView, ViewGroup parent) \{  
54.             **if** (convertView == **null**) \{  
55.                 convertView = mFactory.inflate(R.layout.asynctask\_demo\_item, **null**);  
56.                 SimpleAsyncTask task = **new** SimpleAsyncTask((TaskItem) convertView);  
57.                 /\* 
58.                  \* It only supports five tasks at most. More tasks will be scheduled only after 
59.                  \* first five finish. In all, the pool size of AsyncTask is 5, at any time it only 
60.                  \* has 5 threads running. 
61.                  \*/  
62. //                task.execute();  
63.                 // use AsyncTask\#SERIAL\_EXECUTOR is the same to \#execute();  
64. //                task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL\_EXECUTOR);  
65.                 // use AsyncTask\#THREAD\_POOL\_EXECUTOR is the same to older version \#execute() (less than API 11)  
66.                 // but different from newer version of \#execute()  
67. //                task.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD\_POOL\_EXECUTOR);  
68.                 // one by one, same to newer version of \#execute()  
69. //                task.executeOnExecutor(SINGLE\_TASK\_EXECUTOR);  
70.                 // execute tasks at some limit which can be customized  
71. //                task.executeOnExecutor(LIMITED\_TASK\_EXECUTOR);  
72.                 // no limit to thread pool size, all tasks run simultaneously  
73.                 task.executeOnExecutor(FULL\_TASK\_EXECUTOR);  
74.                   
75.                 mTaskList.add(task);  
76.             \}  
77.             **return** convertView;  
78.         \}  
79.     \}  
80.       
81.     **private** **class** SimpleAsyncTask **extends** AsyncTask<Void, Integer, Void> \{  
82.         **private** TaskItem mTaskItem;  
83.         **private** String mName;  
84.           
85.         **public** SimpleAsyncTask(TaskItem item) \{  
86.             mTaskItem = item;  
87.             mName = "Task \#" + String.valueOf(++ID);  
88.         \}  
89.           
90.         @Override  
91.         **protected** Void doInBackground(Void... params) \{  
92.             **int** prog = 1;  
93.             **while** (prog < 101) \{  
94.                 SystemClock.sleep(100);  
95.                 publishProgress(prog);  
96.                 prog++;  
97.             \}  
98.             **return** **null**;  
99.         \}  
100.           
101.         @Override  
102.         **protected** **void** onPostExecute(Void result) \{  
103.         \}  
104.           
105.         @Override  
106.         **protected** **void** onPreExecute() \{  
107.             mTaskItem.setTitle(mName);  
108.         \}  
109.           
110.         @Override  
111.         **protected** **void** onProgressUpdate(Integer... values) \{  
112.             mTaskItem.setProgress(values\[0\]);  
113.         \}  
114.     \}  
115. \}  
116.   
117. **class** TaskItem **extends** LinearLayout \{  
118.     **private** TextView mTitle;  
119.     **private** ProgressBar mProgress;  
120.       
121.     **public** TaskItem(Context context, AttributeSet attrs) \{  
122.         **super**(context, attrs);  
123.     \}  
124.   
125.     **public** TaskItem(Context context) \{  
126.         **super**(context);  
127.     \}  
128.       
129.     **public** **void** setTitle(String title) \{  
130.         **if** (mTitle == **null**) \{  
131.             mTitle = (TextView) findViewById(R.id.task\_name);  
132.         \}  
133.         mTitle.setText(title);  
134.     \}  
135.       
136.     **public** **void** setProgress(**int** prog) \{  
137.         **if** (mProgress == **null**) \{  
138.             mProgress = (ProgressBar) findViewById(R.id.task\_progress);  
139.         \}  
140.         mProgress.setProgress(prog);  
141.     \}  
142. \}

**\[html\]**  [view plain][] [copy][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  **<?****xml** version="1.0" encoding="utf-8"**?>**  
2.  **<****LinearLayout** xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
3.      android:layout\_width="match\_parent"  
4.      android:layout\_height="match\_parent"  
5.      android:paddingLeft="10dip"  
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15. **</****LinearLayout****>**

**\[html\]**  [view plain][] [copy][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  **<?****xml** version="1.0" encoding="utf-8"**?>**  
2.  **<****com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem** xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
3.      android:layout\_width="match\_parent"  
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12.         android:textSize="26sp" **/>**  
13.     **<****ProgressBar** android:id="@+id/task\_progress"  
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17.         style="@android:style/Widget.ProgressBar.Horizontal" **/>**  
18. **</****com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem** **>**

[Link 1]: http://developer.android.com/reference/android/os/AsyncTask.html
[Android_AsyncTask]: http://blog.csdn.net/hitlion2008/article/details/7560878
[AsyncTask]: https://github.com/android/platform_frameworks_base/blob/master/core/java/android/os/AsyncTask.java
[1347724789_6353.gif]: https://img-my.csdn.net/uploads/201209/15/1347724789_6353.gif
[1347724823_3885.gif]: https://img-my.csdn.net/uploads/201209/16/1347724823_3885.gif
[1347726246_7870.gif]: https://img-my.csdn.net/uploads/201209/16/1347726246_7870.gif
[1347725020_5458.gif]: https://img-my.csdn.net/uploads/201209/16/1347725020_5458.gif
[1347725044_9827.gif]: https://img-my.csdn.net/uploads/201209/16/1347725044_9827.gif
[view plain]: http://blog.csdn.net/hitlion2008/article/details/7983449#