Android 多线程----AsyncTask异步任务详解

【正文】

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

一、Android当中的多线程：

在Android当中，当一个应用程序的组件启动的时候，并且没有其他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。默认的情况下，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。当我们通过某个组件来启动另一个组件的时候，这个时候默认都是在同一个线程当中完成的。当然，我们可以自己来管理我们的Android应用的线程，我们可以根据我们自己的需要来给应用程序创建额外的线程。

二、Main Thread 和 Worker Thread：

在Android当中，通常将线程分为两种，一种叫做Main Thread，除了Main Thread之外的线程都可称为Worker Thread。

当一个应用程序运行的时候，Android操作系统就会给该应用程序启动一个线程，这个线程就是我们的Main Thread，这个线程非常重要，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示给用户，所以Main Thread又被称为UI Thread。

Android系统默认不会给应用程序组件创建一个额外的线程，所有的这些组件默认都是在同一个线程中运行。然而，某些时候当我们的应用程序需要完成一个耗时操作的时候（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，当我们点击一个Button，然后希望其从网络中获取一些数据，如果此操作在UI Thread当中完成的话，UI线程就会处于阻塞的状态，此时，我们的系统不会调度任何其它的事件，更糟糕的是，当我们的整个现场如果阻塞时间超过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开发来说，出现ANR的现象是绝对不能被允许的。

另外，由于Android UI控件不是线程安全的，所以我们不能在UI Thread之外的线程当中对UI控件进行操作。因此在Android的多线程编程当中，有两条非常重要的原则必须遵守：

不能在UI Thread当中进行耗时操作，以免阻塞UI Thread
不能在UI Thread之外的线程当中操纵UI元素

三、如何处理UI Thread 和 Worker Thread之间的通信：

我们既不能在主线程当中处理耗时的操作，又不能在工作线程中来访问我们的UI控件，那么我们比如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作线程之间的通信问题了。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信问题，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。

四、AsyncTask：

AsyncTask：异步任务，从字面上来说，就是在UI主线程运行的时候，异步完成一些操作。AsyncTask允许我们在后台执行一个异步任务。我们可以将耗时的操作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。通过AsyncTask我们可以轻松解决多线程之间的通信问题。

怎么来理解AsyncTask呢？通俗来说，AsyncTask就相当于Android给我们提供了一个多线程编程的一个框架，其介于Thread和Handler之间，我们如果要定义一个AsyncTask，就需要定义一个类来继承AsyncTask这个抽象类，并实现其唯一的一个 doInBackgroud 抽象方法。

要掌握AsyncTask，我们就必须要一个概念，总结起来就是: 3个泛型，4个步骤。

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

AsyncTask　<Params, Progress, Result>

Params: 指定的是我们传递给异步任务执行时的参数的类型
Progress: 指定的是我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

我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，如果都不指定的话，则都将其写成Void，例如：

AsyncTask <Void, Void, Void>

4个步骤：当我们执行一个异步任务时，需要按照下面的4个步骤分别执行：

onPreExecute(): 这个方法是在执行异步任务之前的时候执行，并且是在UI Thread当中执行的，通常我们在这个方法里做一些UI控件的初始化的操作，例如弹出ProgressDialog
doInBackground(Params... params): 在onPreExecute()方法执行完后，会马上执行这个方法，这个方法就是来处理异步任务的方法，Android操作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，我们可以从网络当中获取数据等一些耗时的操作
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，有时需要将执行的进度返回给UI界面，例如下载一张网络图片，我们需要时刻显示其下载的进度，就可以使用这个方法来更新进度。这个方法在调用之前，我们需要在 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): 当异步任务执行完之后，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，我们可以将返回的结果显示在UI控件上

为什么AsyncTask抽象类只有一个 doInBackground 的抽象方法呢？？原因是，我们如果要做一个异步任务，我们必须要为其开辟一个新的Thread，让其完成一些操作，而在完成这个异步任务时，我可能并不需要弹出ProgressDialog，并不需要随时更新ProgressDialog的进度条，也并不需要将结果更新给UI界面，所以除了 doInBackground 方法之外的三个方法，都不是必须有的，因此必须要实现的方法是 doInBackground 方法。

4个步骤简洁版描述如下：

　　第一步：表示任务执行前的操作

　　第二步：主要完成耗时操作

　　第三步：主要是更新UI操作

　　第四步：产生最终结果

以下实例中代表的含义为：

　　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

五、【实例】通过AsyncTask来从网络上下载一张图片：

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

在这之前，必须要执行的操作是：添加网络授权。下面的例子将有详细的操作描述。

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

1、添加网络授权：

因为手机默认不能访问网络，所以首先要在清单文件 AndroidManifest.xml中添加网络授权。

加上<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

2、完整版代码如下：

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" ><ImageViewandroid:id="@+id/imageView1"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_alignParentTop="true"android:layout_centerHorizontal="true" /><Buttonandroid: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" ;@Overrideprotected 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() {@Overridepublic void onClick(View v) {//点击按钮时，执行异步任务的操作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，代表可变参数//使用网络链接类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 blocke.printStackTrace();}return bitmap;}//主要是更新UI@Overrideprotected void onPostExecute(Bitmap result) { super.onPostExecute(result);imageView.setImageBitmap(result) ;//更新UIdialog.dismiss() ;                }        }@Overridepublic 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，显示结果如下：

【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，所以此处的进度条风格要设置为水平。

1、添加网络授权（同上）

2、完整版代码如下：

activity_main.xml的代码和【实例一】中的一样；

MainActivity.java的代码：

package com.example.smyh001downloadimage01;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.InputStream;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 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" ;@Overrideprotected 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···") ;//将进度条设置为水平风格，让其能够显示具体的进度值dialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL) ;dialog.setCancelable(false) ; //用了这个方法之后，直到图片下载完成，进度条才会消失（即使在这之前点击了屏幕）imageView = (ImageView)findViewById(R.id.imageView1) ;button = (Button)findViewById(R.id.button1) ;button.setOnClickListener(new OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {//点击按钮时，执行异步任务的操作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, Integer, byte[]> {//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 byte[] doInBackground(String... params) {  //三个点，代表可变参数//使用网络链接类HttpClient类完成对网络数据的提取，即完成对图片的下载功能HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient() ;HttpGet httpget = new HttpGet(params[0]) ;byte[] result = null ;ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream() ;InputStream inputStream = null ;try {HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpget) ;if(httpResponse.getStatusLine().getStatusCode()==200){HttpEntity httpEntiry = httpResponse.getEntity();inputStream = httpEntiry.getContent();//    先要获得文件的总长度long file_length = httpResponse.getEntity().getContentLength() ;int len = 0 ;//    每次读取1024个字节byte[] data = new byte[1024] ;  //    每次读取后累加的长度int total_length = 0 ;          while ((len = inputStream.read(data))!=-1) {//    每读一次，就将total_length累加起来total_length+=len ;//    得到当前图片下载的进度int progress_value = (int) ((total_length / (float)file_length)*100);//    时刻将当前进度更新给onProgressUpdate方法publishProgress(progress_value) ;outputStream.write(data, 0, len);}//    边读边写到ByteArrayOutputStream当中result = outputStream.toByteArray();//bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length) ;}}  catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} finally {httpClient.getConnectionManager().shutdown();}return result;}@Overrideprotected void onProgressUpdate(Integer... values) {// TODO Auto-generated method stubsuper.onProgressUpdate(values);//    更新ProgressDialog的进度条dialog.setProgress(values[0]);}//主要是更新UI        @Overrideprotected void onPostExecute(byte[] result) { super.onPostExecute(result);//    将doInBackground方法返回的byte[]解码成要给BitmapBitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(result, 0, result.length) ;//    更新我们的ImageView控件imageView.setImageBitmap(bitmap) ;//更新UI//    使ProgressDialog框消失dialog.dismiss() ;    }        }@Overridepublic 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，显示结果如下：

六、AsyncTask的重要知识点：

明白了AsyncTask的工作原理后，继续补充一下AsyncTask的一些其他知识点：

1、Cancelling a Task

我们可以在任何时刻来取消异步任务的执行，通过调用 cancel(boolean)方法，调用完这个方法后系统会随后调用 isCancelled() 方法并且返回true。如果调用了这个方法，那么在 doInBackgroud() 方法执行完之后，就不会调用 onPostExecute() 方法了，取而代之的是调用 onCancelled() 方法。如果有必要的话，为了确保Task已经被取消了，我们需要经常调用 isCancelled() 方法来判断。

2、在使用AsyncTask做异步任务的时候必须要遵循的原则：

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，并且详细地讲解了 AsyncTask 异步任务的概念和实现机制，并通过实例来了解 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可以多参考官方的API文档。