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综述
在android中，我们需要进行一些耗时的操作，会将这个操作放在子线程中进行。在子线程操作完成以后我们可以通过handler进行发送消息，通知ui进行一些更新操作（具体使用及其原理可以查看android的消息机制——handler的工作过程这篇文章）。当然为了简化我们的操作，在android1.5以后为我们提供了asynctask类，它能够将子线程处理完成后的结果返回到ui线程中，之后我们便可以根据这些结果进行一列的ui操作了。
asynctask的使用方法
实际上asynctask内部也就是对handler和线程池进行了一次封装。它是一个轻量级的异步任务类，它的后台任务在线程池中进行。之后我们可以将任务执行的结果传递给主线程，这时候我们就可以在主线程中操作ui了。
asynctask他是一个抽象的泛型类，所以我们创建一个子类，来实现asynctask中的抽象方法。asynctask中提供了三个泛型参数，下面我们就来看一下这三个泛型参数.
1. params:在执行asynctask时所传递的参数，该参数在后台线程中使用。
2. progress:后台任务执行进度的类型
3. result:后台任务执行完成后返回的结果类型。
对于以上三个泛型参数我们不需要使用的时候，可以使用void来代替。与activity生命周期类似，在asynctask中也为我们提供了一些方法，我们通过重写这几个方法来完成整个异步任务。我们主要使用的方法有一下四个:
1. onpreexecute():该方法在异步任务工作之前执行，主要用于一些参数或者ui的初始化操作。
2. doinbackground(params… params):该方法在线程池中执行，params参数表示异步任务时输入的参数。在这个方法中我们通过publishprogress来通知任务进度。
3. onprogressupdate(progress… values):当后台任务的进度发生改变的时候会调用该方法，我们可以再这个方法中进行ui的进度展示。values参数表示任务进度。
4. postresult(result result):在异步任务完成之后执行，result参数为异步任务执行完以后所返回的结果。
在上面四个方法中只有doinbackground在子线程中运行，其余都三个方法都是在主线程中运行的。其中的…表示参数的数量不定，是一种数组类型的参数。
下面我们就来写一个例子来看一下asynctask的用法，在这里我们就一个下载的功能，从网络上下载两个文件。我们先来看一下效果演示。
效果演示
代码分析
由于我们做的下载任务，首先我们就得添加访问网络权限以及一些sd卡相关的权限。
<!-- 在sd卡中创建与删除文件权限 --> <uses-permission android:name="android.permission.mount_unmount_filesystems"/> <!-- 向sd卡写入数据权限 --> <uses-permission android:name="android.permission.write_external_storage"/> <!-- 授权访问网络 --> <uses-permission android:name="android.permission.internet"/>
下面我们来看一下activity代码。
我要评论
package com.example.ljd.asynctask;
import android.app.progressdialog;
import android.os.asynctask;
import android.os.environment;
import android.support.v7.app.appcompatactivity;
import android.os.bundle;
import android.view.view;
import android.widget.button;
import android.widget.toast;
import java.io.bufferedinputstream;
import java.io.file;
import java.io.fileoutputstream;
import java.io.ioexception;
import java.io.inputstream;
import java.net.httpurlconnection;
import java.net.url;
public class mainactivity extends appcompatactivity implements view.onclicklistener{
private downloadasynctask mdownloadasynctask;
private button mbutton;
private string[] path = {
"http://msoftdl.360.cn/mobilesafe/shouji360/360safesis/360mobilesafe_6.2.3.1060.apk",
"http://dlsw.baidu.com/sw-search-sp/soft/7b/33461/freeime.1406862029.exe",
};
@override
protected void oncreate(bundle savedinstancestate) {
super.oncreate(savedinstancestate);
setcontentview(r.layout.activity_main);
mbutton = (button)findviewbyid(r.id.button);
mbutton.setonclicklistener(this);
}
@override
protected void ondestroy() {
if (mdownloadasynctask != null){
mdownloadasynctask.cancel(true);
}
super.ondestroy();
}
@override
public void onclick(view v) {
mdownloadasynctask = new downloadasynctask();
mdownloadasynctask.execute(path);
}
class downloadasynctask extends asynctask<string,integer,boolean>{
private progressdialog mpbar;
private int filesize; //下载的文件大小
@override
protected void onpreexecute() {
super.onpreexecute();
mpbar = new progressdialog(mainactivity.this);
mpbar.setprogressnumberformat("%1d kb/%2d kb");
mpbar.settitle("下载");
mpbar.setmessage("正在下载，请稍后...");
mpbar.setprogressstyle(progressdialog.style_horizontal);
mpbar.setcancelable(false);
mpbar.show();
}
@override
protected boolean doinbackground(string... params) {
//下载图片
for (int i=0;i<params.length;i++){
try{
if(environment.getexternalstoragestate().equals(environment.media_mounted)){
url url = new url(params[i]);
httpurlconnection conn = (httpurlconnection) url.openconnection();
//设置超时时间
conn.setconnecttimeout(5000);
//获取下载文件的大小
filesize = conn.getcontentlength();
inputstream is = conn.getinputstream();
//获取文件名称
string filename = path[i].substring(path[i].lastindexof("/") + 1);
file file = new file(environment.getexternalstoragedirectory(), filename);
fileoutputstream fos = new fileoutputstream(file);
bufferedinputstream bis = new bufferedinputstream(is);
byte[] buffer = new byte[1024];
int len ;
int total = 0;
while((len =bis.read(buffer))!=-1){
fos.write(buffer, 0, len);
total += len;
publishprogress(total);
fos.flush();
}
fos.close();
bis.close();
is.close();
}
else{
return false;
}
}catch (ioexception e){
e.printstacktrace();
return false;
}
}
return true;
}
@override
protected void onpostexecute(boolean aboolean) {
super.onpostexecute(aboolean);
mpbar.dismiss();
if (aboolean){
toast.maketext(mainactivity.this,"下载完成",toast.length_short).show();
} else {
toast.maketext(mainactivity.this,"下载失败",toast.length_short).show();
}
}
@override
protected void onprogressupdate(integer... values) {
super.onprogressupdate(values);
mpbar.setmax(filesize / 1024);
mpbar.setprogress(values[0]/1024);
}
}
}
在以上代码中有几点我们需要注意一下。
1. asynctask中的execute方法必须在主线程中执行。
2. 每个asynctask对象只能执行一次execute方法。
3. 当我们的activity销毁的时候需要进行取消操作，其中boolean型的参数mayinterruptifrunning表示是否中断后台任务。
最后的布局代码就很简单了，只有一个button而已。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<linearlayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:padding="@dimen/activity_vertical_margin"
android:orientation="vertical"
tools:context="com.example.ljd.asynctask.mainactivity">
<button
android:id="@+id/button"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="download"/>
</linearlayout>
这里还有一点需要说明一下，由于在不同的android版本中对asynctask进行了多次修改，所以当我们通过多个asynctask对象执行多次execute方法的时候，它们执行顺序是串行还是并行根据系统不同的版本而出现差异，这里就不再具体分析。
asynctask源码分析
在这里我们采用android6.0中的asynctask源码进行分析，对于不同系统的asynctask代码会有一定的差异。当创建一个asynctask对象以后我们便可以通过execute方法来执行整个任务。那就在这里首先看一下execute方法中的代码。
@mainthread
public final asynctask<params, progress, result> execute(params... params) {
return executeonexecutor(sdefaultexecutor, params);
}
可以看到这个execute方法中的代码是如此的简单，只是执行了executeonexecutor方法并返回asynctask对象。下面我们就来看一下executeonexecutor这个方法。
@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;
}
在这个方法内我们首先对asynctask所执行的状态进行判断。如果asynctask正在执行任务或者任务已经知己完成就会给我们抛出异常，也就解释上面所说的每个asynctask对象只能执行一次execute方法。紧接着将当前任务状态修改为正在运行以后便开始执行onpreexecute方法。这也说明了在上面我们重写的四个方法中onpreexecute方法最先指向的。下面我们在看一下mworker和mfuture这两个全局变量。
mfuture是futuretask对象，而mworker是workerrunnable对象，workerrunnable是asynctask中的一个实现callable接口的抽象内部类，在workerrunnable中只定义了一个params[]。
private final workerrunnable<params, result> mworker;
private final futuretask<result> mfuture;
......
private static abstract class workerrunnable<params, result> implements callable<result> {
params[] mparams;
}
mfuture和mworker是在asynctask的构造方法中初始化的。我们看一下asynctask的构造方法。
public asynctask() {
mworker = new workerrunnable<params, result>() {
public result call() throws exception {
mtaskinvoked.set(true);
process.setthreadpriority(process.thread_priority_background);
//noinspection unchecked
result result = doinbackground(mparams);
binder.flushpendingcommands();
return postresult(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);
}
}
};
}
在这里首先创建一个workerrunnable对象mworker，并且实现了callable接口的call方法，对于这个call方面里面的内容在后面会进行详细说明。然后我们再通过mworker，创建一个futuretask对象mfuture，并且重写里面的done方法，当我们调用asynctask里面的cancel方法时，在futuretask中会调用这个done方法。在这里介绍完mworker和mfuture后我们再回过头来看executeonexecutor方法。在这里通过我们传入的params参数初始化了mworker中的mparams。而下面的exec则是在execute里面传入的sdefaultexecutor，并且执行sdefaultexecutor的execute方法。下面我们再来看一下这个sdefaultexecutor对象。
private static final int cpu_count = runtime.getruntime().availableprocessors();
private static final int core_pool_size = cpu_count + 1;
private static final int maximum_pool_size = cpu_count * 2 + 1;
private static final int keep_alive = 1;
private static final threadfactory sthreadfactory = new threadfactory() {
private final atomicinteger mcount = new atomicinteger(1);
public thread newthread(runnable r) {
return new thread(r, "asynctask #" + mcount.getandincrement());
}
};
private static final blockingqueue<runnable> spoolworkqueue =
new linkedblockingqueue<runnable>(128);
public static final executor thread_pool_executor
= new threadpoolexecutor(core_pool_size, maximum_pool_size, keep_alive,
timeunit.seconds, spoolworkqueue, sthreadfactory);
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);
}
}
}
在这里首先整体介绍一下这段代码。这段代码的主要功能就是创建了两个线程池serialexecutor和thread_pool_executor。serialexecutor线程池用于对任务的排队，而thread_pool_executor则是用来执行任务。而sdefaultexecutor就是serialexecutor线程池。
我们进入serialexecutor代码中看一下里面的内容。serialexecutor中的execute方法内的参数runnable就是我们传入的mfuture。在execute方法中创建了一个runnable对象，并将该队列插入对象尾部。这个时候如果是第一次执行任务。mactive必然为null，这时候便调用schedulenext方法从队列中取出runnable对象，并且通过thread_pool_executor线程池执行任务。我们可以看到在队列中的runnable的run方法中首先执行mfuture中的run方法，执行完之后又会调用schedulenext方法，从队列中取出runnable执行，直到所有的runnable执行完为止。下面就来看一下在线城池中是如何执行这个runnable的。从上面代码可以看出，在线城池中执行runnable其实最核心的部分还是执行mfuture的run方法。那就来看一下这个mfuture中的run方法。
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);
}
}
在这个方法中的callable对象就是我们asynctask中的mworker对象。在这里面也正是执行mworker中的call方法来完成一些耗时任务，于是我们就能想到我重写的doinbackground应该就在这个call方法中执行了。现在再回到asynctask的构造方法中看一下这个mworker中的call方法。
public result call() throws exception {
mtaskinvoked.set(true);
process.setthreadpriority(process.thread_priority_background);
//noinspection unchecked
result result = doinbackground(mparams);
binder.flushpendingcommands();
return postresult(result);
}
这里我们很清楚的看到它执行我们重写的doinbackground方法，并且将返回的结果传到postresult方法中。下面就在看一下这个postresult方法。
private result postresult(result result) {
@suppresswarnings("unchecked")
message message = gethandler().obtainmessage(message_post_result,
new asynctaskresult<result>(this, result));
message.sendtotarget();
return result;
}
对与这个postresult方法里面也就是在我们子线程的任务处理完成之后通过一个handler对象将message发送到主线程中，并且交由主线程处理。asynctaskresult对象中存放的是子线程返回的结果以及当前asynctask对象。下面再看一下这和handler中所处理了哪些事情。
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;
}
}
}
可以看到在这个handler的handlemessage中会接受到两种message。在message_post_progress这个消息中主要是通过publishprogress方法将子线程执行的进度发送到主线程中并且通过onprogressupdate方法来更新进度条的显示。在message_post_result这个消息中通过当前的asynctask对象调用了finish方法，那么就来看一下这个finish方法。
private void finish(result result) {
if (iscancelled()) {
oncancelled(result);
} else {
onpostexecute(result);
}
mstatus = status.finished;
}
这时候就可以看出若是我们取消了asynctask的话就不在执行onpostexecute方法，而是执行oncancelled方法，所以我们可以通过重写oncancelled方法来执行取消时我们需要处理的一些操作。当然若是asynctask没有被取消，这时候就回执行onpostexecute方法。到这里整个asynctask任务也就完成了。
总结
在上面的serialexecutor线程池中可以看出，当有多个异步任务同时执行的时候，它们执行的顺序是串行的，会按照任务创建的先后顺序进行一次执行。如果我们希望多个任务并发执行则可以通过asynctask中的setdefaultexecutor方法将线程池设为thread_pool_executor即可。
对于asynctask的在不同版本之间的差异不得不提一下。在android1.6，asynctask采用的是串行执行任务，在android1.6的时候采用线程池处理并行任务，而在3.0以后才通过serialexecutor线程池串行处理任务。在android4.1之前asynctask类必须在主线程中，但是在之后的版本中就被系统自动完成。而在android5.0的版本中会在activitythread的main方法中执行asynctask的init方法，而在android6.0中又将init方法删除。所以在使用这个asynctask的时候若是适配更多的系统的版本的话，使用的时候就要注意了。
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