Android 多线程----AsyncTask异步任务详解

时间 2019-11-21

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【正文】apache

本文将讲解一下Android的多线程的知识，以及如何经过AsyncTask机制来实现线程之间的通讯。编程

1、Android当中的多线程：安全

在Android当中，当一个应用程序的组件启动的时候，而且没有其余的应用程序组件在运行时，Android系统就会为该应用程序组件开辟一个新的线程来执行。默认的状况下，在一个相同Android应用程序当中，里面的组件都是运行在同一个线程里的，这个线程称之为Main线程。当咱们经过某个组件来启动另外一个组件的时候，这个时候默认都是在同一个线程当中完成的。固然，咱们能够本身来管理咱们的Android应用的线程，咱们能够根据咱们本身的须要来给应用程序建立额外的线程。微信

2、Main Thread 和 Worker Thread：网络

在Android当中，一般将线程分为两种，一种叫作Main Thread，除了Main Thread以外的线程均可称为Worker Thread。多线程

当一个应用程序运行的时候，Android操做系统就会给该应用程序启动一个线程，这个线程就是咱们的Main Thread，这个线程很是重要，它主要用来加载UI界面，完成系统和用户之间的交互，并将交互后的结果又展现给用户，因此Main Thread又被称为UI Thread。

Android系统默认不会给应用程序组件建立一个额外的线程，全部的这些组件默认都是在同一个线程中运行。然而，某些时候当咱们的应用程序须要完成一个耗时操做的时候（如访问网络或者是对数据库进行查询），此时UI Thread就会被阻塞。例如，当咱们点击一个Button，而后但愿其从网络中获取一些数据，若是此操做在UI Thread当中完成的话，UI线程就会处于阻塞的状态，此时，咱们的系统不会调度任何其它的事件，更糟糕的是，当咱们的整个现场若是阻塞时间超过5秒钟(官方描述)，这个时候就会出现著名的ANR (Application Not Responding)的问题，此时，应用程序会弹出一个框，让用户选择是否退出该程序。对于Android开发来讲，出现ANR的现象是绝对不能被容许的。

另外，因为Android UI控件不是线程安全的，因此咱们不能在UI Thread以外的线程当中对UI控件进行操做。所以在Android的多线程编程当中，有两条很是重要的原则必须遵照：

不能在UI Thread当中进行耗时操做，以避免阻塞UI Thread
不能在UI Thread以外的线程当中操纵UI元素

3、如何处理UI Thread 和 Worker Thread之间的通讯：

咱们既不能在主线程当中处理耗时的操做，又不能在工做线程中来访问咱们的UI控件，那么咱们好比从网络中要下载一张图片，又怎么能将其更新到UI控件上呢？这就关系到了主线程和工做线程之间的通讯问题了。在Android当中，提供了异步消息处理机制的两种方式来解决线程之间的通讯问题，一种是通过Handler的机制(这种方式在后面的博客中将详细介绍),还有一种就是今天要详细讲解的 AsyncTask 机制。

4、AsyncTask：

AsyncTask：异步任务，从字面上来讲，就是在UI主线程运行的时候，异步完成一些操做。AsyncTask容许咱们在后台执行一个异步任务。咱们能够将耗时的操做放在异步任务当中来执行，并随时将任务执行的结果返回给UI线程来更新UI控件。经过AsyncTask咱们能够轻松解决多线程之间的通讯问题。

怎么来理解AsyncTask呢？通俗来讲，AsyncTask就至关于Android给咱们提供了一个多线程编程的一个框架，其介于Thread和Handler之间，咱们若是要定义一个AsyncTask，就须要定义一个类来继承AsyncTask这个抽象类，并实现其惟一的一个 doInBackgroud 抽象方法。

要掌握AsyncTask，咱们就必需要一个概念，总结起来就是: 3个泛型，4个步骤。

咱们来看看AsyncTask这个抽象类的定义，当咱们定义一个类来继承AsyncTask这个类的时候，须要为其指定3个泛型参数：

AsyncTask　<Params, Progress, Result>

Params: 指定的是咱们传递给异步任务执行时的参数的类型
Progress: 指定的是咱们的异步任务在执行的时候将执行的进度返回给UI线程的参数的类型
Result: 指定的是异步任务执行完后返回给UI线程的结果的类型

咱们在定义一个类继承AsyncTask类的时候，必须指定好这三个泛型的类型，若是都不指定的话，则都将其写成Void，例如：

AsyncTask <Void, Void, Void>

4个步骤：当咱们执行一个异步任务时，须要按照下面的4个步骤分别执行：

onPreExecute(): 这个方法是在执行异步任务以前的时候执行，而且是在UI Thread当中执行的，一般咱们在这个方法里作一些UI控件的初始化的操做，例如弹出ProgressDialog
doInBackground(Params... params): 在onPreExecute()方法执行完后，会立刻执行这个方法，这个方法就是来处理异步任务的方法，Android操做系统会在后台的线程池当中开启一个worker thread来执行这个方法（即在worker thread当中执行），执行完后将执行结果发送给最后一个 onPostExecute 方法，在这个方法里，咱们能够从网络当中获取数据等一些耗时的操做
onProgressUpdate(Progess... values): 这个方法也是在UI Thread当中执行的，在异步任务执行的时候，有时须要将执行的进度返回给UI界面，例以下载一张网络图片，咱们须要时刻显示其下载的进度，就可使用这个方法来更新进度。这个方法在调用以前，咱们须要在 doInBackground 方法中调用一个 publishProgress(Progress) 的方法来将进度时时刻刻传递给 onProgressUpdate 方法来更新
onPostExecute(Result... result): 当异步任务执行完以后，就会将结果返回给这个方法，这个方法也是在UI Thread当中调用的，咱们能够将返回的结果显示在UI控件上

为何AsyncTask抽象类只有一个 doInBackground 的抽象方法呢？？缘由是，咱们若是要作一个异步任务，咱们必需要为其开辟一个新的Thread，让其完成一些操做，而在完成这个异步任务时，我可能并不须要弹出ProgressDialog，并不须要随时更新ProgressDialog的进度条，也并不须要将结果更新给UI界面，因此除了 doInBackground 方法以外的三个方法，都不是必须有的，所以必需要实现的方法是 doInBackground 方法。

4个步骤简洁版描述以下：

　　第一步：表示任务执行前的操做

　　第二步：主要完成耗时操做

　　第三步：主要是更新UI操做

　　第四步：产生最终结果

如下实例中表明的含义为：

　　第一步：显示进度条

　　第二步：（此任务必不可少）在后台执行任务，将进度值传给第三步，将结果传给第四步；

　　第三步：进度值更新

　　第四步：产生最终结果

5、【实例】经过AsyncTask来从网络上下载一张图片：

下面经过两个代码示例，来看看如何经过AsyncTask来从网络上下载一张图片，并更新到ImageView控件上。

在这以前，必需要执行的操做是：添加网络受权。下面的例子将有详细的操做描述。

【实例一】从网络下载图片，弹出一个ProgressDialog，但不显示实时进度：

1、添加网络受权：

由于手机默认不能访问网络，因此首先要在清单文件 AndroidManifest.xml中添加网络受权。

方法以下：

打开AndroidManifest.xml文件，点击"Permissions"按钮，而后点击“Add”：

弹出对话框后，选择最后一项：Users Permission：

接着选择其中的Internet选项：

按Ctrl+S保存便可。

紧接着，咱们在清单文件中就能看到对应自动生成的代码：

其实，直接在AndroidManifest.xml文件中添加上这一行代码也是能够的。

二、完整版代码以下：

activity_main.xml的代码：

<RelativeLayout 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:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin" tools:context=".MainActivity" >
    <ImageView android:id="@+id/imageView1" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignParentTop="true" android:layout_centerHorizontal="true" />
    <Button android:id="@+id/button1" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_centerHorizontal="true" android:layout_marginBottom="136dp" android:text="下载网络图片" />
</RelativeLayout>

MainActivity.java的代码：

package com.example.downloadimage01; import org.apache.http.HttpEntity; import org.apache.http.HttpResponse; import org.apache.http.client.HttpClient; import org.apache.http.client.methods.HttpGet; import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient; import org.apache.http.util.EntityUtils; import android.app.Activity; import android.app.ProgressDialog; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.os.AsyncTask; import android.os.Bundle; import android.view.Menu; import android.view.View; import android.view.View.OnClickListener; import android.widget.Button; import android.widget.ImageView; public class MainActivity extends Activity { private ImageView imageView ; private Button button ; private ProgressDialog dialog ; //来自网络的图片
    private String image_path = "http://imgsrc.baidu.com/forum/pic/item/7c1ed21b0ef41bd51a5ac36451da81cb39db3d10.jpg" ; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); //添加弹出的对话框
        dialog = new ProgressDialog(this) ; dialog.setTitle("提示") ; dialog.setMessage("正在下载图片，请稍后···") ; imageView = (ImageView)findViewById(R.id.imageView1) ; button = (Button)findViewById(R.id.button1) ; button.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { //点击按钮时，执行异步任务的操做
                new DownTask().execute(image_path) ; } }) ; //注意，这个地方的分号容易遗忘
 } /* * 异步任务执行网络下载图片 * */
    public class DownTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> { //上面的方法中，第一个参数：网络图片的路径，第二个参数的包装类：进度的刻度，第三个参数：任务执行的返回结果
 @Override //在界面上显示进度条
        protected void onPreExecute() { dialog.show() ; }; protected Bitmap doInBackground(String... params) {  //三个点，表明可变参数 //使用网络连接类HttpClient类完成对网络数据的提取
            HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient() ; HttpGet httpget = new HttpGet(params[0]) ; Bitmap bitmap = null ; try { HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpget) ; if(httpResponse.getStatusLine().getStatusCode()==200){ HttpEntity httpEntity = httpResponse.getEntity() ; byte[] data = EntityUtils.toByteArray(httpEntity); bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length); } } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block
 e.printStackTrace(); } return bitmap; } //主要是更新UI
 @Override protected void onPostExecute(Bitmap result) { super.onPostExecute(result); imageView.setImageBitmap(result) ;//更新UI
 dialog.dismiss() ; } } @Override public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) { // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
 getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu); return true; } }

运行后，点击按钮，显示结果以下：

【实例二】从网络下载图片，弹出能显示进度值的对话框：

注：既然要显示进度值，因此此处的进度条风格要设置为水平。

一、添加网络受权（同上）

二、完整版代码以下：

activity_main.xml的代码和【实例一】中的同样；

MainActivity.java的代码：

  1 package com.example.smyh001downloadimage01;
  2 
  3 import java.io.ByteArrayOutputStream;
  4 import java.io.InputStream;
  5 
  6 import org.apache.http.HttpEntity;
  7 import org.apache.http.HttpResponse;
  8 import org.apache.http.client.HttpClient;
  9 import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
 10 import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
 11 
 12 import android.app.Activity;
 13 import android.app.ProgressDialog;
 14 import android.graphics.Bitmap;
 15 import android.graphics.BitmapFactory;
 16 import android.os.AsyncTask;
 17 import android.os.Bundle;
 18 import android.view.Menu;
 19 import android.view.View;
 20 import android.view.View.OnClickListener;
 21 import android.widget.Button;
 22 import android.widget.ImageView;
 23 
 24 public class MainActivity extends Activity {
 25 
 26     private ImageView imageView ;
 27     private Button button ;   
 28     private ProgressDialog dialog ;
 29     //来自网络的图片
 30     private String image_path = "http://imgsrc.baidu.com/forum/pic/item/7c1ed21b0ef41bd51a5ac36451da81cb39db3d10.jpg" ;
 31     @Override
 32     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 33         super.onCreate(savedInstanceState);
 34         setContentView(R.layout.activity_main);
 35         
 36         //添加弹出的对话框
 37         dialog = new ProgressDialog(this) ;
 38         dialog.setTitle("提示") ;
 39         dialog.setMessage("正在下载图片，请稍后···") ;
 40         //将进度条设置为水平风格，让其可以显示具体的进度值
 41         dialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL) ;
 42         dialog.setCancelable(false) ; //用了这个方法以后，直到图片下载完成，进度条才会消失（即便在这以前点击了屏幕）
 43         
 44         imageView = (ImageView)findViewById(R.id.imageView1) ;
 45         button = (Button)findViewById(R.id.button1) ;
 46         button.setOnClickListener(new OnClickListener() {
 47             
 48             @Override
 49             public void onClick(View v) {
 50             //点击按钮时，执行异步任务的操做
 51                 new DownTask().execute(image_path) ;
 52             }
 53         }) ;   //注意，这个地方的分号容易遗忘
 54 
 55     }    
 56 
 57 
 58     /* 
 59      * 异步任务执行网络下载图片
 60      * */
 61     public class DownTask extends AsyncTask<String, Integer, byte[]> {
 62     //上面的方法中，第一个参数：网络图片的路径，第二个参数的包装类：进度的刻度，第三个参数：任务执行的返回结果
 63         @Override
 64         //在界面上显示进度条
 65         protected void onPreExecute() {
 66             dialog.show() ;
 67         };
 68 
 69         protected byte[] doInBackground(String... params) {  //三个点，表明可变参数
 70             //使用网络连接类HttpClient类完成对网络数据的提取，即完成对图片的下载功能
 71             HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient() ;
 72             HttpGet httpget = new HttpGet(params[0]) ;
 73             byte[] result = null ;
 74             ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream() ;
 75             InputStream inputStream = null ;
 76             
 77             try {
 78                 HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpget) ;
 79                 if(httpResponse.getStatusLine().getStatusCode()==200){
 80                     
 81                     HttpEntity httpEntiry = httpResponse.getEntity();
 82                     inputStream = httpEntiry.getContent();
 83                     //    先要得到文件的总长度
 84                     long file_length = httpResponse.getEntity().getContentLength() ;
 85                     int len = 0 ;
 86                     //    每次读取1024个字节
 87                     byte[] data = new byte[1024] ;  
 88                     //    每次读取后累加的长度
 89                     int total_length = 0 ;          
 90                     while ((len = inputStream.read(data))!=-1) {
 91                         //    每读一次，就将total_length累加起来
 92                         total_length+=len ;
 93                         //    获得当前图片下载的进度
 94                         int progress_value = (int) ((total_length / (float)file_length)*100);
 95                         //    时刻将当前进度更新给onProgressUpdate方法
 96                         publishProgress(progress_value) ;
 97                         outputStream.write(data, 0, len);
 98                     }
 99                     //    边读边写到ByteArrayOutputStream当中
100                     result = outputStream.toByteArray();
101                     //bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length) ;
102                 }
103             }  catch (Exception e) {
104                 // TODO Auto-generated catch block
105                 e.printStackTrace();
106             } finally {
107                 httpClient.getConnectionManager().shutdown();
108             }
109             return result;
110         }
111             
112         @Override
113         protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
114             // TODO Auto-generated method stub
115             super.onProgressUpdate(values);
116             //    更新ProgressDialog的进度条
117             dialog.setProgress(values[0]);
118         }
119         
120         //主要是更新UI        
121         @Override
122         protected void onPostExecute(byte[] result) { 
123             super.onPostExecute(result);
124             //    将doInBackground方法返回的byte[]解码成要给Bitmap
125             Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length) ;
126             //    更新咱们的ImageView控件
127             imageView.setImageBitmap(bitmap) ;//更新UI
128             //    使ProgressDialog框消失
129             dialog.dismiss() ;    
130         }        
131     }
132 
133     @Override
134     public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
135         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
136         getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
137         return true;
138     }
139     
140 }

运行后，显示结果以下：

【工程文件】

连接：http://pan.baidu.com/s/1dDvhXkt

密码：47ce

6、AsyncTask的重要知识点：

明白了AsyncTask的工做原理后，继续补充一下AsyncTask的一些其余知识点：

一、Cancelling a Task

咱们能够在任什么时候刻来取消异步任务的执行，经过调用 cancel(boolean)方法，调用完这个方法后系统会随后调用 isCancelled() 方法而且返回true。若是调用了这个方法，那么在 doInBackgroud() 方法执行完以后，就不会调用 onPostExecute() 方法了，取而代之的是调用 onCancelled() 方法。若是有必要的话，为了确保Task已经被取消了，咱们须要常常调用 isCancelled() 方法来判断。

二、在使用AsyncTask作异步任务的时候必需要遵循的原则：

AsyncTask类必须在UI Thread当中加载，在Android Jelly_Bean版本后这些都是自动完成的
AsyncTask的对象必须在UI Thread当中实例化
execute方法必须在UI Thread当中调用
不要手动的去调用AsyncTask的四个方法，这些都是由Android系统自动调用的
AsyncTask任务只能被执行一次

【总结】

到此，有关AsyncTask的总结就到此为止了，本文主要讲解了Android中的多线程知识，而且详细地讲解了 AsyncTask 异步任务的概念和实现机制，并经过实例来了解 AsyncTask 的执行过程，最后还补充了 AsyncTask 的一些重要知识点，包括如何取消一个 AsyncTask 以及在使用 AsyncTask 时所必须遵循的规则。建议初学者（包括我）在理解这方面的问题时能够多参考官方的API文档。

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