深入淺出談Android多線程及AsyncTask機制

本篇隨筆將講解一下Android的多線程的知識，以及如何通過AsyncTask機制來實現(xiàn)線程之間的通信。

一、Android當中的多線程

在Android當中，當一個應用程序的組件啟動的時候，并且沒有其他的應用程序組件在運行時，Android系統(tǒng)就會為該應用程序組件開辟一個新的線程來執(zhí)行。默認的情況下，在一個相同Android應用程序當中，其里面的組件都是運行在同一個線程里面的，這個線程我們稱之為Main線程。當我們通過某個組件來啟動另一個組件的時候，這個時候默認都是在同一個線程當中完成的。當然，我們可以自己來管理我們的Android應用的線程，我們可以根據(jù)我們自己的需要來給應用程序創(chuàng)建額外的線程。

二、Main Thread 和 Worker Thread

在Android當中，通常將線程分為兩種，一種叫做Main Thread，除了Main Thread之外的線程都可稱為Worker Thread。

當一個應用程序運行的時候，Android操作系統(tǒng)就會給該應用程序啟動一個線程，這個線程就是我們的Main Thread，這個線程非常的重要，它主要用來加載我們的UI界面，完成系統(tǒng)和我們用戶之間的交互，并將交互后的結(jié)果又展示給我們用戶，所以Main Thread又被稱為UI Thread。

Android系統(tǒng)默認不會給我們的應用程序組件創(chuàng)建一個額外的線程，所有的這些組件默認都是在同一個線程中運行。然而，某些時候當我們的應用程序需要完成一個耗時的操作的時候，例如訪問網(wǎng)絡(luò)或者是對數(shù)據(jù)庫進行查詢時，此時我們的UI Thread就會被阻塞。例如，當我們點擊一個Button，然后希望其從網(wǎng)絡(luò)中獲取一些數(shù)據(jù)，如果此操作在UI Thread當中完成的話，當我們點擊Button的時候，UI線程就會處于阻塞的狀態(tài)，此時，我們的系統(tǒng)不會調(diào)度任何其它的事件，更糟糕的是，當我們的整個現(xiàn)場如果阻塞時間超過5秒鐘(官方是這樣說的)，這個時候就會出現(xiàn) ANR (Application Not Responding)的現(xiàn)象，此時，應用程序會彈出一個框，讓用戶選擇是否退出該程序。對于Android開發(fā)來說，出現(xiàn)ANR的現(xiàn)象是絕對不能被允許的。

另外，由于我們的Android UI控件是線程不安全的，所以我們不能在UI Thread之外的線程當中對我們的UI控件進行操作。因此在Android的多線程編程當中，我們有兩條非常重要的原則必須要遵守：

- 絕對不能在UI Thread當中進行耗時的操作，不能阻塞我們的UI Thread

- 不能在UI Thread之外的線程當中操縱我們的UI元素

三、如何處理UI Thread 和 Worker Thread之間的通信

既然在Android當中有兩條重要的原則要遵守，那么我們可能就有疑問了?我們既不能在主線程當中處理耗時的操作，又不能在工作線程中來訪問我們的 UI控件，那么我們比如從網(wǎng)絡(luò)中要下載一張圖片，又怎么能將其更新到UI控件上呢?這就關(guān)系到了我們的主線程和工作線程之間的通信問題了。在 Android當中，提供了兩種方式來解決線程直接的通信問題，一種是通過Handler的機制(這種方式在后面的隨筆中將詳細介紹),還有一種就是今天要詳細講解的 AsyncTask 機制。

四、AsyncTask

AsyncTask：異步任務，從字面上來說，就是在我們的UI主線程運行的時候，異步的完成一些操作。AsyncTask允許我們的執(zhí)行一個異步的任務在后臺。我們可以將耗時的操作放在異步任務當中來執(zhí)行，并隨時將任務執(zhí)行的結(jié)果返回給我們的UI線程來更新我們的UI控件。通過AsyncTask我們可以輕松的解決多線程之間的通信問題。

怎么來理解AsyncTask呢?通俗一點來說，AsyncTask就相當于Android給我們提供了一個多線程編程的一個框架，其介于Thread和Handler之間，我們?nèi)绻x一個AsyncTask，就需要定義一個類來繼承 AsyncTask這個抽象類，并實現(xiàn)其唯一的一個 doInBackgroud 抽象方法。要掌握AsyncTask，我們就必須要一個概念，總結(jié)起來就是: 3個泛型，4個步驟。

3個泛型指的是什么呢?我們來看看AsyncTask這個抽象類的定義，當我們定義一個類來繼承AsyncTask這個類的時候，我們需要為其指定3個泛型參數(shù)：

- Params: 這個泛型指定的是我們傳遞給異步任務執(zhí)行時的參數(shù)的類型

- Progress: 這個泛型指定的是我們的異步任務在執(zhí)行的時候?qū)?zhí)行的進度返回給UI線程的參數(shù)的類型

- Result: 這個泛型指定的異步任務執(zhí)行完后返回給UI線程的結(jié)果的類型

我們在定義一個類繼承AsyncTask類的時候，必須要指定好這三個泛型的類型，如果都不指定的話，則都將其寫成Void，例如：

4個步驟：當我們執(zhí)行一個異步任務的時候，其需要按照下面的4個步驟分別執(zhí)行

- onPreExecute(): 這個方法是在執(zhí)行異步任務之前的時候執(zhí)行，并且是在UI Thread當中執(zhí)行的，通常我們在這個方法里做一些UI控件的初始化的操作，例如彈出要給ProgressDialog

- doInBackground(Params... params): 在onPreExecute()方法執(zhí)行完之后，會馬上執(zhí)行這個方法，這個方法就是來處理異步任務的方法，Android操作系統(tǒng)會在后臺的線程池當中開啟一個worker thread來執(zhí)行我們的這個方法，所以這個方法是在worker thread當中執(zhí)行的，這個方法執(zhí)行完之后就可以將我們的執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給我們的最后一個 onPostExecute 方法，在這個方法里，我們可以從網(wǎng)絡(luò)當中獲取數(shù)據(jù)等一些耗時的操作

- onProgressUpdate(Progess... values): 這個方法也是在UI Thread當中執(zhí)行的，我們在異步任務執(zhí)行的時候，有時候需要將執(zhí)行的進度返回給我們的UI界面，例如下載一張網(wǎng)絡(luò)圖片，我們需要時刻顯示其下載的進度，就可以使用這個方法來更新我們的進度。這個方法在調(diào)用之前，我們需要在 doInBackground 方法中調(diào)用一個 publishProgress(Progress) 的方法來將我們的進度時時刻刻傳遞給 onProgressUpdate 方法來更新[!--empirenews.page--]

onPostExecute(Result... result): 當我們的異步任務執(zhí)行完之后，就會將結(jié)果返回給這個方法，這個方法也是在UI Thread當中調(diào)用的，我們可以將返回的結(jié)果顯示在UI控件上

為什么我們的AsyncTask抽象類只有一個 doInBackground 的抽象方法呢??原因是，我們?nèi)绻鲆粋€異步任務，我們必須要為其開辟一個新的Thread，讓其完成一些操作，而在完成這個異步任務時，我可能并不需要彈出要給ProgressDialog，我并不需要隨時更新我的ProgressDialog的進度條，我也并不需要將結(jié)果更新給我們的UI界面，所以除了 doInBackground 方法之外的三個方法，都不是必須有的，因此我們必須要實現(xiàn)的方法是 doInBackground 方法。

五、通過AsyncTask來從網(wǎng)絡(luò)上下載一張圖片

下面我們就通過兩個代碼示例，來看看如何通過AsyncTask來從網(wǎng)絡(luò)上下載一張圖片，并更新到我們的ImageView控件上。

①下載圖片時，彈出一個ProgressDialog，但是不顯示實時進度

我們來看看布局文件：

就是很簡單的一個ImageView控件和一個Button控件，當點擊Button控件時，彈出一個ProgressDialog，然后開啟一個異步任務，從網(wǎng)絡(luò)中下載一張圖片，并更新到我們的ImageView上。這里還要注意一點，如果我們要使用手機訪問網(wǎng)絡(luò)，必須還要給其授權(quán)才行，在后續(xù)的學習當中，將會詳細講解Android當中的授權(quán)的知識。我們來看看

AndroidManifest.xml文件：

接下來我們來看看我們的Activity代碼：

我們來看看效果圖：

②帶有進度條更新的下載一張網(wǎng)絡(luò)圖片

下面這個代碼示例，將會在下載圖片的時候，顯示進度條的更新，配置文件都不變，我們來看看Activity代碼：

我們來看看效果圖：

這樣我們就能夠通過AsyncTask來實現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)中下載一張圖片，然后將其更新到UI控件中，并時時刻刻的更新當前的進度這個功能了。

六、AsyncTask的重要知識點

在上面兩節(jié)已經(jīng)詳細講解了AsyncTask的工作原理了，這里我們還要補充一下AsyncTask的一些其他知識點：

1.Cancelling a Task

我們可以在任何時刻來取消我們的異步任務的執(zhí)行，通過調(diào)用 cancel(boolean)方法，調(diào)用完這個方法后系統(tǒng)會隨后調(diào)用 isCancelled() 方法并且返回true。如果調(diào)用了這個方法，那么在 doInBackgroud() 方法執(zhí)行完之后，就不會調(diào)用 onPostExecute() 方法了，取而代之的是調(diào)用 onCancelled() 方法。為了確保Task已經(jīng)被取消了，我們需要經(jīng)常調(diào)用 isCancelled() 方法來判斷，如果有必要的話。

2.在使用AsyncTask做異步任務的時候必須要遵循的原則：

- AsyncTask類必須在UI Thread當中加載，在Android Jelly_Bean版本后這些都是自動完成的

- AsyncTask的對象必須在UI Thread當中實例化

- execute方法必須在UI Thread當中調(diào)用

- 不要手動的去調(diào)用AsyncTask的onPreExecute, doInBackground, publishProgress, onProgressUpdate, onPostExecute方法，這些都是由Android系統(tǒng)自動調(diào)用的

- AsyncTask任務只能被執(zhí)行一次

到此，有關(guān)AsyncTask的總結(jié)就到此為止了，本篇隨筆主要講解了Android中的多線程知識，并且詳細地講解了 AsyncTask 異步任務的概念和實現(xiàn)機制，并通過實例來了解 AsyncTask 的執(zhí)行過程，最后還補充了 AsyncTask 的一些重要知識點，包括如何取消一個 AsyncTask 以及，我們在使用 AsyncTask 時所必須遵循的規(guī)則。[!--empirenews.page--]