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Android中AsyncTask的使用詳解

編輯：關於android開發

Android中AsyncTask的使用詳解


在Android中我們可以通過Thread+Handler實現多線程通信，一種經典的使用場景是：在新線程中進行耗時操作，當任務完成後通過Handler向主線程發送Message，這樣主線程的Handler在收到該Message之後就可以進行更新UI的操作。上述場景中需要分別在Thread和Handler中編寫代碼邏輯，為了使得代碼更加統一，我們可以使用AsyncTask類。

AsyncTask是Android提供的一個助手類，它對Thread和Handler進行了封裝，方便我們使用。Android之所以提供AsyncTask這個類，就是為了方便我們在後台線程中執行操作，然後將結果發送給主線程，從而在主線程中進行UI更新等操作。在使用AsyncTask時，我們無需關注Thread和Handler，AsyncTask內部會對其進行管理，這樣我們就只需要關注於我們的業務邏輯即可。

AsyncTask有四個重要的回調方法，分別是：onPreExecute、doInBackground, onProgressUpdate 和 onPostExecute。這四個方法會在AsyncTask的不同時期進行自動調用，我們只需要實現這幾個方法的內部邏輯即可。這四個方法的一些參數和返回值都是基於泛型的，而且泛型的類型還不一樣，所以在AsyncTask的使用中會遇到三種泛型參數：Params, Progress 和 Result，如下圖所示：
這裡寫圖片描述

Params表示用於AsyncTask執行任務的參數的類型 Progress表示在後台線程處理的過程中，可以階段性地發布結果的數據類型 Result表示任務全部完成後所返回的數據類型

我們通過調用AsyncTask的execute()方法傳入參數並執行任務，然後AsyncTask會依次調用以下四個方法：

onPreExecute
該方法的簽名如下所示：
這裡寫圖片描述
該方法有MainThread注解，表示該方法是運行在主線程中的。在AsyncTask執行了execute()方法後就會在UI線程上執行onPreExecute()方法，該方法在task真正執行前運行，我們通常可以在該方法中顯示一個進度條，從而告知用戶後台任務即將開始。

doInBackground
該方法的簽名如下所示：
這裡寫圖片描述
該方法有WorkerThread注解，表示該方法是運行在單獨的工作線程中的，而不是運行在主線程中。doInBackground會在onPreExecute()方法執行完成後立即執行，該方法用於在工作線程中執行耗時任務，我們可以在該方法中編寫我們需要在後台線程中運行的邏輯代碼，由於是運行在工作線程中，所以該方法不會阻塞UI線程。該方法接收Params泛型參數，參數params是Params類型的不定長數組，該方法的返回值是Result泛型，由於doInBackgroud是抽象方法，我們在使用AsyncTask時必須重寫該方法。在doInBackground中執行的任務可能要分解為好多步驟，每完成一步我們就可以通過調用AsyncTask的publishProgress(Progress…)將階段性的處理結果發布出去，階段性處理結果是Progress泛型類型。當調用了publishProgress方法後，處理結果會被傳遞到UI線程中，並在UI線程中回調onProgressUpdate方法，下面會詳細介紹。根據我們的具體需要，我們可以在doInBackground中不調用publishProgress方法，當然也可以在該方法中多次調用publishProgress方法。doInBackgroud方法的返回值表示後台線程完成任務之後的結果。

onProgressUpdate
上面我們知道，當我們在doInBackground中調用publishProgress(Progress…)方法後，就會在UI線程上回調onProgressUpdate方法，該方法的方法簽名如下所示：
這裡寫圖片描述
該方法也具有MainThread注解，表示該方法是在主線程上被調用的，且傳入的參數是Progress泛型定義的不定長數組。如果在doInBackground中多次調用了publishProgress方法，那麼主線程就會多次回調onProgressUpdate方法。

onPostExecute
該方法的簽名如下所示：
這裡寫圖片描述
該方法也具有MainThread注解，表示該方法是在主線程中被調用的。當doInBackgroud方法執行完畢後，就表示任務完成了，doInBackgroud方法的返回值就會作為參數在主線程中傳入到onPostExecute方法中，這樣就可以在主線程中根據任務的執行結果更新UI。

下面我們就以下載多個文件的示例演示AsyncTask的使用過程。

布局文件如下所示：

界面上有一個“開始下載”的按鈕，點擊該按鈕即可通過AsyncTask下載多個文件，對應的Java代碼如下所示：

package com.ispring.asynctask;

import android.app.Activity;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class MainActivity extends Activity implements Button.OnClickListener {

    TextView textView = null;
    Button btnDownload = null;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
        btnDownload = (Button)findViewById(R.id.btnDownload);
        Log.i("iSpring", "MainActivity -> onCreate, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        //要下載的文件地址
        String[] urls = {
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47115879",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47180325",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47300819",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47320407",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47622705"
        };

        DownloadTask downloadTask = new DownloadTask();
        downloadTask.execute(urls);
    }

    //public abstract class AsyncTask
    //在此例中，Params泛型是String類型，Progress泛型是Object類型，Result泛型是Long類型
    private class DownloadTask extends AsyncTask {
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            Log.i("iSpring", "DownloadTask -> onPreExecute, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
            super.onPreExecute();
            btnDownload.setEnabled(false);
            textView.setText("開始下載...");
        }

        @Override
        protected Long doInBackground(String... params) {
            Log.i("iSpring", "DownloadTask -> doInBackground, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
            //totalByte表示所有下載的文件的總字節數
            long totalByte = 0;
            //params是一個String數組
            for(String url: params){
                //遍歷Url數組，依次下載對應的文件
                Object[] result = downloadSingleFile(url);
                int byteCount = (int)result[0];
                totalByte += byteCount;
                //在下載完一個文件之後，我們就把階段性的處理結果發布出去
                publishProgress(result);
                //如果AsyncTask被調用了cancel()方法，那麼任務取消，跳出for循環
                if(isCancelled()){
                    break;
                }
            }
            //將總共下載的字節數作為結果返回
            return totalByte;
        }

        //下載文件後返回一個Object數組：下載文件的字節數以及下載的博客的名字
        private Object[] downloadSingleFile(String str){
            Object[] result = new Object[2];
            int byteCount = 0;
            String blogName = "";
            HttpURLConnection conn = null;
            try{
                URL url = new URL(str);
                conn = (HttpURLConnection)url.openConnection();
                InputStream is = conn.getInputStream();
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buf = new byte[1024];
                int length = -1;
                while ((length = is.read(buf)) != -1) {
                    baos.write(buf, 0, length);
                    byteCount += length;
                }
                String respone = new String(baos.toByteArray(), "utf-8");
                int startIndex = respone.indexOf("");
                    if(endIndex > startIndex){
                        //解析出博客中的標題
                        blogName = respone.substring(startIndex, endIndex);
                    }
                }
            }catch(MalformedURLException e){
                e.printStackTrace();
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally {
                if(conn != null){
                    conn.disconnect();
                }
            }
            result[0] = byteCount;
            result[1] = blogName;
            return result;
        }

        @Override
        protected void onProgressUpdate(Object... values) {
            Log.i("iSpring", "DownloadTask -> onProgressUpdate, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
            super.onProgressUpdate(values);
            int byteCount = (int)values[0];
            String blogName = (String)values[1];
            String text = textView.getText().toString();
            text += "\n博客《" + blogName + "》下載完成，共" + byteCount + "字節";
            textView.setText(text);
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Long aLong) {
            Log.i("iSpring", "DownloadTask -> onPostExecute, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
            super.onPostExecute(aLong);
            String text = textView.getText().toString();
            text += "\n全部下載完成，總共下載了" + aLong + "個字節";
            textView.setText(text);
            btnDownload.setEnabled(true);
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            Log.i("iSpring", "DownloadTask -> onCancelled, Thread name: " + Thread.currentThread().getName());
            super.onCancelled();
            textView.setText("取消下載");
            btnDownload.setEnabled(true);
        }
    }
}

點擊下載按鈕後，界面如下所示：
這裡寫圖片描述

控制台輸出如下所示：
這裡寫圖片描述

下面對以上代碼進行一下說明。

我們在MainActivity中定義了內部類DownloadTask，DownloadTask繼承自AsyncTask，在該例中，Params泛型是String類型，Progress泛型是Object類型，Result泛型是Long類型。

我們定義了一個Url字符串數組，將該數組傳遞給AsyncTask的execute方法，用於異步執行task。

在執行了downloadTask.execute(urls)之後，AsyncTask會自動回調onPreExecute方法，在該方法中我們將textView設置為“開始下載…”幾個字，告知用戶即將執行下載操作。通過控制台輸出我們也可以看出該方法是在主線程中執行的。

在執行了onPreExecute方法之後，AsyncTask會回調doInBackground方法，該方法中的輸入參數是String類型的不定長數組，此處的String就對應著Params泛型類型，我們在該方法中遍歷Url數組，依次下載對應的文件，當我們下載完一個文件，就相當於我們階段性地完成了一部分任務，我們就通過調用publishProgress方法將階段性處理結果發布出去。在此例中我們將階段性的處理結果定義為Object類型，即Progress泛型類型。通過控制台輸出我們可以看出doInBackground方法是運行在新的工作線程”AsyncTask #1”中的，AsyncTask的工作線程都是以”AsyncTask #”然後加上數字作為名字。當所有文件下載完成後，我們就可以通過totalSize返回所有下載的字節數，返回值類型為Long，對應著AsyncTask中的Result泛型類型。

在doInBackground方法中，每當下載完一個文件，我們就會調用publishProgress方法發布階段性結果，之後AsyncTask會回調onProgressUpdate方法，在此例中，onProgressUpdate的參數為Object類型，對應著AsyncTask中的Progress泛型類型。通過控制台輸出我們可以發現，該方法是在主線程中調用的，在該方法中我們會通過textView更新UI，告知用戶哪個文件下載完成了，這樣用戶體驗相對友好。

在整個doInBackground方法執行完畢後，AsyncTask就會回調onPostExecute方法，在該方法中我們再次通過textView更新UI告知用戶全部下載任務完成了。

在通過execute方法執行了異步任務之後，可以通過AsyncTask的cancel方法取消任務，取消任務後AsyncTask會回調onCancelled方法，這樣不會再調用onPostExecute方法。

在使用Android的過程中，有以下幾點需要注意：

AsyncTask的實例必須在主線程中創建。

AsyncTask的execute方法必須在主線程中調用。

onPreExecute()、onPostExecute(Result),、doInBackground(Params…) 和 onProgressUpdate(Progress…)這四個方法都是回調方法，Android會自動調用，我們不應自己調用。

對於一個AsyncTack的實例，只能執行一次execute方法，在該實例上第二次執行execute方法時就會拋出異常。

通過上面的示例，大家應該熟悉了AsyncTask的使用流程。我們上面提到，對於某個AsyncTask實例，只能執行一次execute方法，如果我們想並行地執行多個任務怎麼辦呢？我們可以考慮實例化多個AsyncTask實例，然後分別調用各個實例的execute方法，為了探究效果，我們將代碼更改如下所示：

public void onClick(View v) {
        //要下載的文件地址
        String[] urls = {
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47115879",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47180325",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47300819",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47320407",
                "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47622705"
        };

        DownloadTask downloadTask1 = new DownloadTask();
        downloadTask1.execute(urls);

        DownloadTask downloadTask2 = new DownloadTask();
        downloadTask2.execute(urls);
    }

在單擊了按鈕之後，我們實例化了兩個DownloadTask，並分別執行其execute方法，運行後界面如下所示：
這裡寫圖片描述

控制台輸出如下所示：
這裡寫圖片描述

我們觀察一下控制台的輸出結果，可以發現對於downloadTask1，doInBackground方法是運行在線程“AsyncTask #1”中的；對於downloadTask2，doInBackground方法是運行在線程”AsyncTask #2”中的，此時我們可能會認為太好了，兩個AsyncTask實例分別在不同的線程中運行，實現了並行處理。此處真的是並行運行的嗎？

我們自己觀察控制台輸出就可以發現，downloadTask1的doInBackground方法執行後，下載了五個文件，並五次觸發了onProgressUpdate，在這之後才執行downloadTask2的doInBackground方法。我們對比上面的GIF圖也可以發現，在downloadTask1按照順序下載完五篇文章之後，downloadTask2才開始按照順序下載五篇文章。綜上所述，我們可以知道，默認情況下如果創建了AsyncTask創建了多個實例，並同時執行實例的各個execute方法，那麼這些實例的execute方法並不是並行執行的，是串行執行的，即在第一個實例的doInBackground完成任務後，第二個實例的doInBackgroud方法才會開始執行，然後再執行第三個實例的doInBackground方法… 那麼你可能會問，不對啊，上面downloadTask1是運行在”AsyncTask #1”線程中的，downloadTask2是運行在”AsyncTask #2”線程中的，這明明是兩個線程啊！其實AsyncTask為downloadTask1開辟了名為”AsyncTask #1”的工作線程，在其完成了任務之後可能就銷毀了，然後AsyncTask又為downloadTask2開辟了名為”AsyncTask #2”的工作線程。

AsyncTask在最早的版本中用一個單一的後台線程串行執行多個AsyncTask實例的任務，從Android 1.6（DONUT）開始，AsyncTask用線程池並行執行異步任務，但是從Android 3.0（HONEYCOMB）開始為了避免並行執行導致的常見錯誤，AsyncTask又開始默認用單線程作為工作線程處理多個任務。

從Android 3.0開始AsyncTask增加了executeOnExecutor方法，用該方法可以讓AsyncTask並行處理任務，該方法的方法簽名如下所示：

public final AsyncTask executeOnExecutor (Executor exec, Params... params)

第一個參數表示exec是一個Executor對象，為了讓AsyncTask並行處理任務，通常情況下我們此處傳入AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR即可，AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR是AsyncTask中內置的一個線程池對象，當然我們也可以傳入我們自己實例化的線程池對象。第二個參數params表示的是要執行的任務的參數。

通過executeOnExecutor方法並行執行任務的示例代碼如下所示：

public void onClick(View v) {
        if(Build.VERSION.SDK_INT >= 11){
            String[] urls = {
                    "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47115879",
                    "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47180325",
                    "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47300819",
                    "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47320407",
                    "http://blog.csdn.net/iispring/article/details/47622705"
            };

            DownloadTask downloadTask1 = new DownloadTask();
            downloadTask1.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, urls);

            DownloadTask downloadTask2 = new DownloadTask();
            downloadTask2.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, urls);
        }
    }

我們實例化了兩個DownloadTask的實例，然後執行了這兩個實例的executeOnExecutor方法，並將AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR作為Executor傳入，二者都接收同樣的Url數組作為任務執行的參數。

點擊下載按鈕後，運行完的界面如下所示：
這裡寫圖片描述

控制台輸出如下所示：
這裡寫圖片描述

通過控制台的輸出結果我們可以看到，在downloadTask1執行了doInBackground方法後，downloadTask2也立即執行了doInBackground方法。並且通過程序運行完的UI界面可以看到在一個DownloadTask實例下載了一篇文章之後，另一個DownloadTask實例也立即下載了一篇文章，兩個DownloadTask實例交叉按順序下載文件，可以看出這兩個AsyncTask的實例是並行執行的。

如果大家想了解AsyncTask的工作原理，可參見另一篇博文《源碼解析Android中AsyncTask的工作原理》 。

希望本文對大家使用AsyncTask的使用有所幫助！

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