Android异步任务（AsyncTask）的设计思想

AsyncTask在Android十分常用，那为什么如此常用呢，不用行不行呢，内部又是怎么实现的呢，为什么Java的API中没有这个类呢，看完本文后，你将会知道答案。这里说有设计思想是我根据查看Android源代码提炼出来的代码逻辑，所以不会跟Google工程师的原始设计思想100%符合（也有可能是0%），但是本文一定可以帮助你理解AsyncTask，也可能有一些你以前没有发现的内容。大家都知道，Android的主线程（又叫UI线程，线程ID为1）有一些限制策略，使得主线程有些事做不了，比如访问网络就不允许，否则就是报，但在2.3之后的版本，你可以通过添加以下代码更改其限制策略，从而强制使得主线程可以访问网络：if （android.os.Build.VERSION.SDK_INT > 9） {
StrictMode.ThreadPolicy policy = new StrictMode.ThreadPolicy.Builder（）.permitAll（）.build（）;
StrictMode.setThreadPolicy（policy）;
}不过StrictMode是一个开发工具主要用于侦测主线程中的磁盘和网络访问，而不是让你做这“坏”事，其实Android这样限制是有好处的，强制让开发者重视用户体验，一个反面例子是Windows，主线程里什么都可以做，一些很懒的开发者就把所有任务放到主线程里，使得线程经常好卡，比如编辑器UE或Notepad++打开了一个网络上（如samba服务器）的文件，如果突然网络中断了，那你的整个编辑器都卡住，要等好久才会有反应，不过我不确定那是不是因为主线程里访问了网络，不过Windows经常因为这个原因卡。还有一个正面例子是iOS，极其注意响应速度，所以当有用户输入事件时，其内核都有相应的调度，从而优先响应用户操作。还是回到正题，就是因为主线程的这些限制使开发者不得不写多个线程，当然，你也可以不用AsyncTask，不过你不用也避免不了多线程，如果你不用，就是可能要用Handler和Thread了，我想很多人初学的时候就是那么干的，包括我，因为那时很有可能还没有发现有这个类，于是就经常写Handler和Thread的了，写着写着就发现有一些代码是相同的，你写的Handler和Thread匿名类肯定是重复代码，如下：final Handler handler = new Handler（） {
public void handleMessage（Message msg） {
System.out.println（"The hard have done！"）;
// ... front end code
}
};
new Thread（） {
public void run（） {
doHardWork（）;
handler.sendEmptyMessage（0）;
} private void doHardWork（） {
// ... back end code
}
}.start（）;你可能想到要复用这些代码，当然，你可以通过Copy的方式来复用这段代码，用的时候只要在省略号处写入你的代码就可以了，但更好的复用是将其用一个类封装起来，好吧，那我们就简单的封装一下吧，于是，就变成了这样：public class HandlerAndThread {
private Handler handler = new Handler（） {
public void handleMessage（Message msg） {
System.out.println（"The hard have done！"）;
//...
}
};

public void doInBackground（） {
new Thread（） {
public void run（） {
doHardWork（）;
handler.sendEmptyMessage（0）;
}
private void doHardWork（） {
// ...
}
};
}

}这样好像还不行，因为无法告诉后台线程做什么事，做完了也不知道通知，要复用还是得Copy代码，我们可以加两个方法，一个在前台调用一个在后台调用，只要定义一个新类就可以实现复用，于是代码变成这样：public class HandlerAndThread {
private Handler handler = new Handler（） {
public void handleMessage（Message msg） {
System.out.println（"The hard have done！"）;
runInFrontend（）; // added
}
};

public void doInBackground（） {
new Thread（） {
public void run（） {
doHardWork（）;
handler.sendEmptyMessage（0）;
} private void doHardWork（） {
runInBackend（）; //added
}
};
}

//added
protected void runInBackend（） {
}

//added
protected void runInFrontend（） {
}
}一个可复用的类就出炉了，我们写一个子类，并用一个Activity来调用一下吧：public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate（Bundle savedInstanceState） {
super.onCreate（savedInstanceState）; new SubHandlerAndThread（）.doInBackground（）;
}

class SubHandlerAndThread extends HandlerAndThread {
protected void runInBackend（） {
try {
Thread.sleep（10 * 1000）;
} catch （InterruptedException e） {
e.printStackTrace（）;
}
}

protected void runInFrontend（） {
System.out.println（"Task has been done"）;
}
}
}这样是不是比直接写Thread和Handler简洁了许多呢，这里我是用sleep来模似长时间事务的，如果在真实的环境中，我们可能是要下载，如果是下载，我们可能希望传入个下载地址的参数到后台线程，来让他按我们的需要下载，我们给加doInBackground方法加一个参数，于是HandlerAndThread类的代码就变成这样：public class HandlerAndThread {
...

public void doInBackground（final String url） { // added url
new Thread（） {
public void run（） {
doHardWork（）;
handler.sendEmptyMessage（0）;
} private void doHardWork（） {
runInBackend（url）; // added url
}
};
}

protected void runInBackend（String url） { // added url
}

...
}而调用类的代码变成这样：public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate（Bundle savedInstanceState） {
super.onCreate（savedInstanceState）; String url = "http://path/to/file";
new SubHandlerAndThread（）.doInBackground（url）; //added url
}

class SubHandlerAndThread extends HandlerAndThread {
@Override
protected void runInBackend（String url） { // added url
System.out.println（"Start download from url:" + url）;
try {
Thread.sleep（10 * 1000）;
} catch （InterruptedException e） {
e.printStackTrace（）;
}
}

@Override
protected void runInFrontend（） {
System.out.println（"finish download"）;
}
}
}假如是下一个文件呢，我们是不是加一个进度更新的方法呢，于是又变成这样：public class HandlerAndThread {
private Handler handler = new Handler（） {
public void handleMessage（Message msg） {
switch （msg.what） { // added
case 0:
runInFrontend（）;
break; case 1:
runInFrontendProgress（msg.arg1）;
break;
}
}
}; ... final protected void publishProgress（int progress） { // added
handler.obtainMessage（1, progress, 0）;
}

protected void runInFrontendProgress（int progress） { // added
}
}public class MainActivity extends Activity {
...

class SubHandlerAndThread extends HandlerAndThread {
@Override
protected void runInBackend（String url） {
System.out.println（"Start download from url:" + url）;
for （int i = 0; i < 10; ++i） {
try {
Thread.sleep（1000）;
} catch （InterruptedException e） {
e.printStackTrack（）;
}
publishProgress（i*10）; // added
}
}

...

@Override
protected void runInFrontendProgress（int progress） { // added
System.out.println（"Progress: " + progress）;
}
}
}你可能已经没有耐心一版一版的进化了，那我就跳跃一下吧，一次多加几条需要：一、我们下载完了可能要得到文件的路径，所以我们给runInFrontend方法加一个输入参数filePath表示路径；二、把子类必须实现的方法改成抽象方法，类也改成抽象方法；我把代码中的一些方法名改一下，使其更好理解，把doInBackground改为execute，把runInFrontend改为onPostExecute，把runInFrontendProgress改为onProgressUpdate。最终版如下：public abstract class HandlerAndThread {
private Handler handler = new Handler（） {
public void handleMessage（Message msg） {
switch （msg.what） {
case 0:
onPostExecute（（String） msg.obj）;
break;
case 1:
onProgressUpdate（msg.arg1）;
break;
}
}
};

public void doInBackground（final String url） {
new Thread（） {
public void run（） {
String result = runInBackend（url）;
handler.obtainMessage（0, result）;
}
};
}

final protected void publishProgress（int progress） {
handler.obtainMessage（1, progress, 0）;
}
abstract protected String runInBackend（String url）;
protected void onPostExecute（String filePath） { }
protected void onProgressUpdate（int progress） { }
}
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate（Bundle savedInstanceState） {
super.onCreate（savedInstanceState）;
String url = "http://path/to/file";
new SubHandlerAndThread（）.doInBackground（url）;
}

class SubHandlerAndThread extends HandlerAndThread {
@Override
protected String runInBackend（String url） {
System.out.println（"Start download from url:" + url）;
for （int i = 0; i < 10; ++i） {
try {
Thread.sleep（1000）;
} catch （InterruptedException e） {
e.printStackTrace（）;
}
publishProgress（i*10）;
}

return "/path/to/file";
}

@Override
protected void onPostExecute（String filePath） {
System.out.println（"Download finished"）;
}

@Override
protected void onProgressUpdate（int progress） {
System.out.println（"Progress: " + progress）;
}
}
}这是不是跟Android的AsyncTask很像呢，我想Google就是由于这种需求做出这个类的，Android官网是这样描述AsyncTask的： This class allows to perform background operations and publish results on the UI thread without having to manipulate threads and/or handlers.意思是这个类使得：不使用Thread和Handler，就可以在后台执行操作然后在发布结果到UI线程。其实他内部的实现就是封装了Thread和Handler，所以你就不必要直接用这两个低层类了，但他的目的也是代码复用，他的实现跟我们上面写的类也差不多。主要有这几点不同：一、AsyncTask使用了线程池而不是单个线程去执行后台任务，该线程池是整个进程共用的，是因为他的线程池对象是一个静态成员变量，这一点很多人搞错，误以为AsyncTask越来创建的线程越多，这不是绝对正确的，因为线程池会根据负载动态调整的，而且有最大值和空闲超时，AsyncTask的配置是最小5，最大128，空闲超时1秒，当然你也可以配置成线程数根据任务数线程递增，关于线程池，可参考这里，后续我会在博客写文章讨论Java线程池；二、AsyncTask的输入和输出参数使用了泛型；三、AsyncTask支持中断当前任务。现在知道了AsyncTask的设计思想了吧，是不是很简单呢，所以建议童鞋们去看一下它的源码，反正我写代码时有查看源码的习惯，因为我会好奇它是如何实现的，看源码有很多好处，如可以学到好的API设计思想，软件架构，特别是当你遇到技术问题无法解决，网上也搜索不到时，你可以通过查看源码来找到解决办法，我就经常这么干。所以提议大家在开发时学会看源码利用源码，一定要耐心，一篇看不懂不要气馁，多看几篇一定会看懂的。更多Android相关信息见Android 专题页面 http://www.linuxidc.com/topicnews.aspx？tid=11