AsyncTask
AsyncTask是android再API-3中加入的类，为了方便开发人员执行后台操作并在UI线程上发布结果而无需操作Threads和handlers。AsyncTask的设计是围绕Threads和handlers的一个辅助类，不构成一个通用的线程框架。其用于时间较短的网络请求，例如登录请求。对于下载文件这种长时间的网络请求并不合适。
AsyncTask是一个抽象类，使用时必须继承AsyncTask并实现其protected abstract Result doInBackground(Params... params);方法。在继承时可以为AsyncTask类指定三个泛型参数，这三个参数的用途如下：
- Params
在执行AsyncTask时需要传入的参数，可用于在后台任务中使用。 - Progress
后台任何执行时，如果需要在界面上显示当前的进度，则使用这里指定的泛型作为进度单位。 - Result
当任务执行完毕后，如果需要对结果进行返回，则使用这里指定的泛型作为返回值类型。
举个例子：
public class MainActivity extends AppCompatActivity{
private static final String TAG = "MainActivity";
private ProgressDialog mDialog;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mDialog = new ProgressDialog(this);
mDialog.setMax(100);
mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
mDialog.setCancelable(false);
new myAsycnTask().execute();
}
private class myAsycnTask extends AsyncTask<Void,Integer,Void>{
@Override
protected void onPreExecute() {
//执行任务之前，准备操作
super.onPreExecute();
mDialog.show();
}
@Override
protected Void doInBackground(Void... params) {
//任务执行过程中
for (int i =0 ;i<100;i++)
{
SystemClock.sleep(100);
publishProgress(i);
}
return null;
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
//任务执行过程中更新状态
super.onProgressUpdate(values);
mDialog.setProgress(values[0]);
}
@Override
protected void onPostExecute(Void aVoid) {
//任务执行完成之后
super.onPostExecute(aVoid);
mDialog.dismiss();
}
}
}
AsyncTask 异步加载数据可能需要重写以下几个方法：
- onPreExecute()
这个方法会在后台任务开始执行之间调用，用于进行一些的初始化操作。 - doInBackground(Params...)
子类必须重写该方法，这个方法中的所有代码都会在子线程中执行，处理耗时任务。任务完成后可以通过return语句将结果返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。在这个方法中不可以进行UI操作，如果需要更新UI元素，可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。 - onProgressUpdate(Progress...)
当在doInBackground(Params...)中调用了publishProgress(Progress...)方法后，会调用该方法，参数为后台任务中传递过来Progress...。在这个方法中可以对UI进行操作，利用参数中的数值就可以对UI进行相应的更新。 - onPostExecute(Result)
当后台任务执行完毕并通过return语句进行返回时，方法会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据来进行一些UI操作。
通过调用cancel(boolean)方法可以随时取消AsyncTask任务，调用该方法之后会随后调用iscancelled()并返回true，doInBackground(Object[])返回之后会直接调用onCancelled(Object)方法而不是正常调用时的onPostExecute(Result) 。
注意：
1、AsyncTask必须在UI线程。
2、必须在UI线程上创建任务实例。
3、execute(Params...) 必须在UI线程中调用。
4、不要手动调用onpreexecute()，onpostexecute（Result），doInBackground（Params…），onProgressUpdate（Progress…）这些方法。
5、任务只能执行一次（如果尝试执行第二次执行将抛出异常）。
使用AsyncTask不需要考虑异步消息处理机制，也不需要考虑UI线程和子线程，只需要调用一下publishProgress()方法就可以轻松地从子线程切换到UI线程了。从android 3.0之后AsyncTask使用单线程处理所有任务。
AsyncTask源码分析
我们使用AsyncTask时,new了一个myAsycnTask对象然后执行了execute()方法new myAsycnTask().execute(); 。那就先看一下AsyncTask的构造函数和execute()方法:
/**
* 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);
Result result = null;
try {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
postResult(result);
}
return 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);
}
}
};
}
/**
* Executes the task with the specified parameters. The task returns
* itself (this) so that the caller can keep a reference to it.
*/
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
/**
* Creates a {@code FutureTask} that will, upon running, execute the
* given {@code Callable}.
*/
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
构造函数中初始化了两个参数，在mWorker中进行了初始化操作，并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个实现了Callable<Result>接口的Callable对象，mFuture是一个FutureTask对象，创建时设置了mWorker的回调方法，然后设置状态为this.state = NEW; （该状态是FutureTask类中的） 。
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
@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;
}
/**
* Indicates the current status of the task. Each status will be set only once
* during the lifetime of a task.
*/
public enum Status {
/**
* Indicates that the task has not been executed yet.
*/
PENDING,
/**
* Indicates that the task is running.
*/
RUNNING,
/**
* Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished.
*/
FINISHED,
}
可以看到execute()方法调用了executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)方法，该方法中，首先检查当前任务状态， PENDING,代表任务还没有执行；RUNNING,代表任务正在执行；FINISHED,代表任务已经执行完成。如果任务没有执行，设置当前状态为正在执行，调用了onPreExecute();方法，因此证明了onPreExecute()方法会第一个得到执行。那doInBackground(Void... params)在什么地方调用的呢？看方法最后执行了exec.execute(mFuture);，这个exec就是execute(Params... params)中传过来的sDefaultExecutor参数，让我们分析一下它做了什么。
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
Runnable mActive;
public synchronized void execute(final Runnable r) {
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
r.run();
} finally {
scheduleNext();
}
}
});
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
protected synchronized void scheduleNext() {
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
可以看到sDefaultExecutor是一个SerialExecutor对象，其execute(final Runnable r)方法中的r就是exec.execute(mFuture);中的mFuture，
SerialExecutor是使用ArrayDeque这个队列来管理Runnable对象的，如果一次性启动多个任务，在第一次运行execute()方法的时候，会调用ArrayDeque的offer()方法将传入的Runnable对象添加到队列的尾部，然后判断mActive对象是不是等于null，第一次运行是等于null的，于是会调用scheduleNext()方法。在这个方法中会从队列的头部取值，并赋值给mActive对象，然后调用THREAD_POOL_EXECUTOR去执行取出的取出的Runnable对象。之后如何又有新的任务被执行，同样还会调用offer()方法将传入的Runnable添加到队列的尾部，但是再去给mActive对象做非空检查的时候就会发现mActive对象已经不再是null了，于是就不会再调用scheduleNext()方法。
那么后面添加的任务岂不是永远得不到处理了？当然不是，看一看offer()方法里传入的Runnable匿名类，这里使用了一个try finally代码块，并在finally中调用了scheduleNext()方法，保证无论发生什么情况，这个方法都会被调用。也就是说，每次当一个任务执行完毕后，下一个任务才会得到执行，SerialExecutor模仿的是单一线程池的效果，如果我们快速地启动了很多任务，同一时刻只会有一个线程正在执行，其余的均处于等待状态
看看它在子线程里做了什么：
private Callable<V> callable;
ublic FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
public void run() {
if (state != NEW ||
!U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
return;
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
if (ran)
set(result);
}
} finally {
// runner must be non-null until state is settled to
// prevent concurrent calls to run()
runner = null;
// state must be re-read after nulling runner to prevent
// leaked interrupts
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
可以看到mFuture中的run()方法调用了构造函数中传过来的callable对象的call()方法，也就是AsyncTask的构造函数中的mWorker的call()方法，在这个方法中调用了result = doInBackground(mParams);。
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
postResult(result);
}
return result;
}
};
终于找到了doInBackground()方法的调用处，虽然经过了很多周转，但目前的代码仍然是运行在子线程当中的，所以这也就是为什么我们可以在doInBackground()方法中去处理耗时的逻辑。
call()在最后执行了postResult(result);函数，好的，继续往下看。
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
这段代码对是不是很熟悉？这里使用getHandler()返回的sHandler对象发出了一条消息，消息中携带了MESSAGE_POST_RESULT常量和一个表示任务执行结果的AsyncTaskResult对象。这个sHandler对象是InternalHandler类的一个实例，那么稍后这条消息肯定会在InternalHandler的handleMessage()方法中被处理。InternalHandler的源码如下所示：
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[0]);
break;
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}
可以看到，根据不同的消息进行了判断，如果是MESSAGE_POST_RESULT消息则执行result.mTask.finish(result.mData[0]);；如果是MESSAGE_POST_PROGRESS则执行result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);，先让我们看看AsyncTaskResult<?> result到底是什么？
@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
可以看到``中包含两个参数，一个是AsyncTask当前的AsyncTask对象，一个是 Data[]返回数据的数组。所以result.mTask.finish(result.mData[0]);和result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);就是调用 AsyncTask的finsh和onProgressUpdate方法。让我们看一下：
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}
public final boolean isCancelled() {
return mCancelled.get();
}
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
就像文章开头说的，任务可以随时取消，如果取消会调用isCancelled()返回true，并且onCancelled(result);会代替onPostExecute(result);执行。如果没有取消的话就会直接执行onPostExecute(result);方法。
好了，还剩下publishProgress(Progress...)和onProgressUpdate(Progress...)方法了。上面说到sHandler对象中有两种消息，还有一种是MESSAGE_POST_PROGRESS执行result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);方法，让我们看一下publishProgress(Progress...)：
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
非常明确了，在publishProgress(Progress...)方法中发送了MESSAGE_POST_PROGRESS然后在onProgressUpdate(Progress...)方法中对消息的数据进行了处理。正因如此，在doInBackground()方法中调用publishProgress()方法才可以从子线程切换到UI线程，从而完成对UI元素的更新操作。
最后我们看一下取消任务是怎么实现的：
//AsycnTask中的cancel方法
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}
//mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker)；类中的cancel方法
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
if (!(state == NEW &&
U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW,
mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
return false;
try { // in case call to interrupt throws exception
if (mayInterruptIfRunning) {
try {
Thread t = runner;
if (t != null)
t.interrupt();
} finally { // final state
U.putOrderedInt(this, STATE, INTERRUPTED);
}
}
} finally {
finishCompletion();
}
return true;
}
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (U.compareAndSwapObject(this, WAITERS, q, null)) {
for (;;) {
Thread t = q.thread;
if (t != null) {
q.thread = null;
LockSupport.unpark(t);
}
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc
q = next;
}
break;
}
}
done();
callable = null; // to reduce footprint
}
可以看到当调用AsyncTask中的cancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法时会传入一个boolean值，
该值表示是否允许当前运行中的任务执行完毕，true代表不允许，false代表允许。然后调用了mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning)方法，该方法中会判断mayInterruptIfRunning的值，如果为true则调用线程的interrupt();方法，中断请求，然后执行finishCompletion()方法；如果为false则直接执行finishCompletion()方法。finishCompletion()方法将队列中的所有等待任务删除。
注意：
AsyncTask不会不考虑结果而直接结束一个线程。调用cancel()其实是给AsyncTask设置一个"canceled"状态。这取决于你去检查AsyncTask是否已经取消，之后决定是否终止你的操作。对于mayInterruptIfRunning——它所作的只是向运行中的线程发出interrupt()调用。在这种情况下，你的线程是不可中断的，也就不会终止该线程。
可以使用isCancelled()判断任务是否被取消，然后做相应的操作。
参考文献：
http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/12622797
https://developer.android.google.cn/reference/android/os/AsyncTask.html#cancel(boolean)
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