Android 多線程-----AsyncTask詳解－Felix's Second Life 電腦數碼世界

轉自 http://www.cnblogs.com/xiaoluo501395377/p/3430542.html

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，並且沒有其他的應用程序組件在運行時，Android系統就會為該應用程序組件開闢一個新的線程來執行。默認的情況下，在一個相同Android應用程序當中，其裡面的組件都是運行在同一個線程裡面的，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，我們可以根據我們自己的需要來給應用程序創建額外的線程。

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，完成系統和我們用戶之間的交互，並將交互後的結果又展示給我們用戶，所以Main Thread又被稱為UI Thread。

Android系統默認不會給我們的應用程序組件創建一個額外的線程，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，例如訪問網絡或者是對數據庫進行查詢時，此時我們的UI Thread就會被阻塞。例如，當我們點擊一個Button，然後希望其從網絡中獲取一些數據，如果此操作在UI Thread當中完成的話，當我們點擊Button的時候，UI線程就會處於阻塞的狀態，此時，我們的系統不會調度任何其它的事件，更糟糕的是，當我們的整個現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 ANR (Application Not Responding)的現象，此時，應用程序會彈出一個框，讓用戶選擇是否退出該程序。對於Android開發來說，出現ANR的現象是絕對不能被允許的。

另外，由於我們的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，那麼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，那麼我們比如從網絡中要下載一張圖片，又怎麼能將其更新到UI控件上呢？這就關係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(這種方式在後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允許我們的執行一個異步的任務在後台。我們可以將耗時的操作放在異步任務當中來執行，並隨時將任務執行的結果返回給我們的UI線程來更新我們的UI控件。通過AsyncTask我們可以輕鬆的解決多線程之間的通信問題。

怎麼來理解AsyncTask呢？通俗一點來說，AsyncTask就相當於Android給我們提供了一個多線程編程的一個框架，其介於Thread和Handler之間，我們如果要定義一個AsyncTask，就需要定義一個類來繼承AsyncTask這個抽像類，並實現其唯一的一個 doInBackgroud 抽像方法。要掌握AsyncTask，我們就必須要一個概念，總結起來就是: 3個泛型，4個步驟。

3個泛型指的是什麼呢？我們來看看AsyncTask這個抽像類的定義，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：

AsyncTask　<Params, Progress, Result>

Params: 這個泛型指定的是我們傳遞給異步任務執行時的參數的類型
Progress: 這個泛型指定的是我們的異步任務在執行的時候將執行的進度返回給UI線程的參數的類型
Result: 這個泛型指定的異步任務執行完後返回給UI線程的結果的類型

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：

AsyncTask <Void, Void, Void>

4個步驟：當我們執行一個異步任務的時候，其需要按照下面的4個步驟分別執行

onPreExecute(): 這個方法是在執行異步任務之前的時候執行，並且是在UI Thread當中執行的，通常我們在這個方法裡做一些UI控件的初始化的操作，例如彈出要給ProgressDialog
doInBackground(Params... params): 在onPreExecute()方法執行完之後，會馬上執行這個方法，這個方法就是來處理異步任務的方法，Android操作系統會在後台的線程池當中開啟一個worker thread來執行我們的這個方法，所以這個方法是在worker thread當中執行的，這個方法執行完之後就可以將我們的執行結果發送給我們的最後一個 onPostExecute 方法，在這個方法裡，我們可以從網絡當中獲取數據等一些耗時的操作
onProgressUpdate(Progess... values): 這個方法也是在UI Thread當中執行的，我們在異步任務執行的時候，有時候需要將執行的進度返回給我們的UI界面，例如下載一張網絡圖片，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。這個方法在調用之前，我們需要在 doInBackground 方法中調用一個 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
onPostExecute(Result... result): 當我們的異步任務執行完之後，就會將結果返回給這個方法，這個方法也是在UI Thread當中調用的，我們可以將返回的結果顯示在UI控件上

為什麼我們的AsyncTask抽像類只有一個 doInBackground 的抽像方法呢？？原因是，我們如果要做一個異步任務，我們必須要為其開闢一個新的Thread，讓其完成一些操作，而在完成這個異步任務時，我可能並不需要彈出要給ProgressDialog，我並不需要隨時更新我的ProgressDialog的進度條，我也並不需要將結果更新給我們的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的方法是 doInBackground 方法。

五、通過AsyncTask來從網絡上下載一張圖片

下面我們就通過兩個代碼示例，來看看如何通過AsyncTask來從網絡上下載一張圖片，並更新到我們的ImageView控件上。

１下載圖片時，彈出一個ProgressDialog，但是不顯示實時進度

我們來看看佈局文件：

<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" >

    <ImageView
        android:id="@+id/imageView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="200dp"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:scaleType="fitCenter"/>

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@+id/imageView"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_marginTop="41dp"
        android:text="從網絡上下載一張圖片" />

</RelativeLayout>

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，然後開啟一個異步任務，從網絡中下載一張圖片，並更新到我們的ImageView上。這裡還要注意一點，如果我們要使用手機訪問網絡，必須還要給其授權才行，在後續的學習當中，將會詳細講解Android當中的授權的知識。我們來看看

AndroidManifest.xml文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.xiaoluo.android_asynctast"
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.0" >

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="8"
        android:targetSdkVersion="18" />
    
    <!-- 授權手機能夠訪問網絡 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
    
    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@drawable/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:theme="@style/AppTheme" >
        <activity
            android:name="com.xiaoluo.android_asynctast.MainActivity"
            android:label="@string/app_name" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

接下來我們來看看我們的Activity代碼：

public class MainActivity extends Activity
{
    private Button button;
    private ImageView imageView;
    private ProgressDialog progressDialog;
    private final String IMAGE_PATH = "http://developer.android.com/images/home/kk-hero.jpg";
//    private final String IMAGE_PATH2 = "http://ww2.sinaimg.cn/mw690/69c7e018jw1e6hd0vm3pej20fa0a674c.jpg";
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        button = (Button)findViewById(R.id.button);
        imageView = (ImageView)findViewById(R.id.imageView);
        //    彈出要給ProgressDialog
        progressDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
        progressDialog.setTitle("提示信息");
        progressDialog.setMessage("正在下載中，請稍後......");
        //    設置setCancelable(false); 表示我們不能取消這個彈出框，等下載完成之後再讓彈出框消失
        progressDialog.setCancelable(false);
        //    設置ProgressDialog樣式為圓圈的形式
        progressDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_SPINNER);
        
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener()
        {
            @Override
            public void onClick(View v)
            {
　　　　　　　　　// 在UI Thread當中實例化AsyncTask對象，並調用execute方法
                new MyAsyncTask().execute(IMAGE_PATH);
            }
        });
    }
    
    /**
     * 定義一個類，讓其繼承AsyncTask這個類
     * Params: String類型，表示傳遞給異步任務的參數類型是String，通常指定的是URL路徑
     * Progress: Integer類型，進度條的單位通常都是Integer類型
     * Result：byte[]類型，表示我們下載好的圖片以字節數組返回
     * @author xiaoluo
     *
     */
    public class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, byte[]>
    {
        @Override
        protected void onPreExecute()
        {
            super.onPreExecute();
            //    在onPreExecute()中我們讓ProgressDialog顯示出來
            progressDialog.show();
        }
        @Override
        protected byte[] doInBackground(String... params)
        {
            //    通過Apache的HttpClient來訪問請求網絡中的一張圖片
            HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
            HttpGet httpGet = new HttpGet(params[0]);
            byte[] image = new byte[]{};
            try
            {
                HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
                HttpEntity httpEntity = httpResponse.getEntity();
                if(httpEntity != null && httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK)
                {
                    image = EntityUtils.toByteArray(httpEntity);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally
            {
                httpClient.getConnectionManager().shutdown();
            }
            return image;
        }
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values)
        {
            super.onProgressUpdate(values);
        }
        @Override
        protected void onPostExecute(byte[] result)
        {
            super.onPostExecute(result);
            //    將doInBackground方法返回的byte[]解碼成要給Bitmap
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length);
            //    更新我們的ImageView控件
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            //    使ProgressDialog框消失
            progressDialog.dismiss();
        }
    }
    
    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu)
    {
        getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
        return true;
    }

}

我們來看看效果圖：

２帶有進度條更新的下載一張網絡圖片

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：

public class MainActivity extends Activity
{
    private Button button;
    private ImageView imageView;
    private ProgressDialog progressDialog;
    private final String IMAGE_PATH = "http://developer.android.com/images/home/kk-hero.jpg";
//    private final String IMAGE_PATH2 = "http://ww2.sinaimg.cn/mw690/69c7e018jw1e6hd0vm3pej20fa0a674c.jpg";
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        button = (Button)findViewById(R.id.button);
        imageView = (ImageView)findViewById(R.id.imageView);
        //    彈出要給ProgressDialog
        progressDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
        progressDialog.setTitle("提示信息");
        progressDialog.setMessage("正在下載中，請稍後......");
        //    設置setCancelable(false); 表示我們不能取消這個彈出框，等下載完成之後再讓彈出框消失
        progressDialog.setCancelable(false);
        //    設置ProgressDialog樣式為水平的樣式
        progressDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
        
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener()
        {
            @Override
            public void onClick(View v)
            {
                new MyAsyncTask().execute(IMAGE_PATH);
            }
        });
    }
    
    /**
     * 定義一個類，讓其繼承AsyncTask這個類
     * Params: String類型，表示傳遞給異步任務的參數類型是String，通常指定的是URL路徑
     * Progress: Integer類型，進度條的單位通常都是Integer類型
     * Result：byte[]類型，表示我們下載好的圖片以字節數組返回
     * @author xiaoluo
     *
     */
    public class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, byte[]>
    {
        @Override
        protected void onPreExecute()
        {
            super.onPreExecute();
            //    在onPreExecute()中我們讓ProgressDialog顯示出來
            progressDialog.show();
        }
        @Override
        protected byte[] doInBackground(String... params)
        {
            //    通過Apache的HttpClient來訪問請求網絡中的一張圖片
            HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
            HttpGet httpGet = new HttpGet(params[0]);
            byte[] image = new byte[]{};
            try
            {
                HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
                HttpEntity httpEntity = httpResponse.getEntity();
                InputStream inputStream = null;
                ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
                if(httpEntity != null && httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK)
                {
                    //    得到文件的總長度
                    long file_length = httpEntity.getContentLength();
                    //    每次讀取後累加的長度
                    long total_length = 0;
                    int length = 0;
                    //    每次讀取1024個字節
                    byte[] data = new byte[1024];
                    inputStream = httpEntity.getContent();
                    while(-1 != (length = inputStream.read(data)))
                    {
                        //    每讀一次，就將total_length累加起來
                        total_length += length;
                        //    邊讀邊寫到ByteArrayOutputStream當中
                        byteArrayOutputStream.write(data, 0, length);
                        //    得到當前圖片下載的進度
                        int progress = ((int)(total_length/(float)file_length) * 100);
                        //    時刻將當前進度更新給onProgressUpdate方法
                        publishProgress(progress);
                    }
                }
                image = byteArrayOutputStream.toByteArray();
                inputStream.close();
                byteArrayOutputStream.close();
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            finally
            {
                httpClient.getConnectionManager().shutdown();
            }
            return image;
        }
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values)
        {
            super.onProgressUpdate(values);
            //    更新ProgressDialog的進度條
            progressDialog.setProgress(values[0]);
        }
        @Override
        protected void onPostExecute(byte[] result)
        {
            super.onPostExecute(result);
            //    將doInBackground方法返回的byte[]解碼成要給Bitmap
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length);
            //    更新我們的ImageView控件
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            //    使ProgressDialog框消失
            progressDialog.dismiss();
        }
    }
    
    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu)
    {
        getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
        return true;
    }

}

我們來看看效果圖：

這樣我們就能夠通過AsyncTask來實現從網絡中下載一張圖片，然後將其更新到UI控件中，並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

在上面兩節已經詳細講解了AsyncTask的工作原理了，這裡我們還要補充一下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行，通過調用 cancel(boolean)方法，調用完這個方法後系統會隨後調用 isCancelled() 方法並且返回true。如果調用了這個方法，那麼在 doInBackgroud() 方法執行完之後，就不會調用 onPostExecute() 方法了，取而代之的是調用 onCancelled() 方法。為了確保Task已經被取消了，我們需要經常調用 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版本後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當中調用
不要手動的去調用AsyncTask的onPreExecute, doInBackground, publishProgress, onProgressUpdate, onPostExecute方法，這些都是由Android系統自動調用的
AsyncTask任務只能被執行一次

到此，有關AsyncTask的總結就到此為止了，本篇隨筆主要講解了Android中的多線程知識，並且詳細地講解了 AsyncTask 異步任務的概念和實現機制，並通過實例來瞭解 AsyncTask 的執行過程，最後還補充了 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 時所必須遵循的規則。