Android中的线程状态 - AsyncTask详解

Posted 2023-02-16

参考技术A

在操作系统中，线程是操作系统调度的最小单元，同时线程又是一种受限的系统资源，即线程不可能无限制地产生，并且 线程的创建和销毁都会有相应的开销。 当系统中存在大量的线程时，系统会通过会时间片轮转的方式调度每个线程，因此线程不可能做到绝对的并行。

如果在一个进程中频繁地创建和销毁线程，显然不是高效的做法。正确的做法是采用线程池，一个线程池中会缓存一定数量的线程，通过线程池就可以避免因为频繁创建和销毁线程所带来的系统开销。

AsyncTask是一个抽象类，它是由android封装的一个轻量级异步类（轻量体现在使用方便、代码简洁），它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。

AsyncTask的内部封装了 两个线程池 (SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和 一个Handler (InternalHandler)。

其中 SerialExecutor线程池用于任务的排队，让需要执行的多个耗时任务，按顺序排列 ， THREAD_POOL_EXECUTOR线程池才真正地执行任务 ， InternalHandler用于从工作线程切换到主线程 。

1.AsyncTask的泛型参数

AsyncTask是一个抽象泛型类。

其中，三个泛型类型参数的含义如下：

Params： 开始异步任务执行时传入的参数类型；

Progress： 异步任务执行过程中，返回下载进度值的类型；

Result： 异步任务执行完成后，返回的结果类型；

如果AsyncTask确定不需要传递具体参数，那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

有了这三个参数类型之后，也就控制了这个AsyncTask子类各个阶段的返回类型，如果有不同业务，我们就需要再另写一个AsyncTask的子类进行处理。

2.AsyncTask的核心方法

onPreExecute()

这个方法会在 后台任务开始执行之间调用，在主线程执行。 用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会 在子线程中运行，我们应该在这里去处理所有的耗时任务。

任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。 注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。

onProgressUpdate(Progress...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，这个方法就很快会被调用，方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。 在这个方法中可以对UI进行操作，在主线程中进行，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

onPostExecute(Result)

当doInBackground(Params...)执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中， 可以利用返回的数据来进行一些UI操作，在主线程中进行，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

上面几个方法的调用顺序：

onPreExecute() --> doInBackground() --> publishProgress() --> onProgressUpdate() --> onPostExecute()

如果不需要执行更新进度则为onPreExecute() --> doInBackground() --> onPostExecute(),

除了上面四个方法，AsyncTask还提供了onCancelled()方法， 它同样在主线程中执行，当异步任务取消时，onCancelled()会被调用，这个时候onPostExecute()则不会被调用 ，但是要注意的是， AsyncTask中的cancel()方法并不是真正去取消任务，只是设置这个任务为取消状态，我们需要在doInBackground()判断终止任务。就好比想要终止一个线程，调用interrupt()方法，只是进行标记为中断，需要在线程内部进行标记判断然后中断线程。

3.AsyncTask的简单使用

这里我们模拟了一个下载任务，在doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑，在onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度，在onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。如果想要启动这个任务，只需要简单地调用以下代码即可：

4.使用AsyncTask的注意事项

①异步任务的实例必须在UI线程中创建，即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。

②execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。

③不要手动调用onPreExecute()，doInBackground(Params... params)，onProgressUpdate(Progress... values)，onPostExecute(Result result)这几个方法。

④不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

⑤一个任务实例只能执行一次，如果执行第二次将会抛出异常。

先从初始化一个AsyncTask时，调用的构造函数开始分析。

这段代码虽然看起来有点长，但实际上并没有任何具体的逻辑会得到执行，只是初始化了两个变量，mWorker和mFuture，并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象，mFuture是一个FutureTask对象，这两个变量会暂时保存在内存中，稍后才会用到它们。 FutureTask实现了Runnable接口，关于这部分内容可以看这篇文章。

mWorker中的call()方法执行了耗时操作，即result = doInBackground(mParams);,然后把执行得到的结果通过postResult(result);,传递给内部的Handler跳转到主线程中。在这里这是实例化了两个变量，并没有开启执行任务。

那么mFuture对象是怎么加载到线程池中，进行执行的呢？

接着如果想要启动某一个任务，就需要调用该任务的execute()方法，因此现在我们来看一看execute()方法的源码，如下所示：

调用了executeOnExecutor()方法,具体执行逻辑在这个方法里面：

可以 看出，先执行了onPreExecute()方法，然后具体执行耗时任务是在exec.execute(mFuture)，把构造函数中实例化的mFuture传递进去了。

exec具体是什么？

从上面可以看出具体是sDefaultExecutor，再追溯看到是SerialExecutor类，具体源码如下：

终于追溯到了调用了SerialExecutor 类的execute方法。SerialExecutor 是个静态内部类，是所有实例化的AsyncTask对象公有的，SerialExecutor 内部维持了一个队列，通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的，即多个任务需要一个个加到该队列中，然后执行完队列头部的再执行下一个，以此类推。

在这个方法中，有两个主要步骤。

①向队列中加入一个新的任务，即之前实例化后的mFuture对象。

②调用 scheduleNext()方法，调用THREAD_POOL_EXECUTOR执行队列头部的任务。

由此可见SerialExecutor 类仅仅为了保持任务执行是串行的，实际执行交给了THREAD_POOL_EXECUTOR。

THREAD_POOL_EXECUTOR又是什么？

实际是个线程池，开启了一定数量的核心线程和工作线程。然后调用线程池的execute()方法。执行具体的耗时任务，即开头构造函数中mWorker中call()方法的内容。先执行完doInBackground()方法，又执行postResult()方法，下面看该方法的具体内容：

该方法向Handler对象发送了一个消息，下面具体看AsyncTask中实例化的Hanlder对象的源码：

在InternalHandler 中，如果收到的消息是MESSAGE_POST_RESULT，即执行完了doInBackground()方法并传递结果，那么就调用finish()方法。

如果任务已经取消了，回调onCancelled()方法，否则回调 onPostExecute()方法。

如果收到的消息是MESSAGE_POST_PROGRESS，回调onProgressUpdate()方法，更新进度。

InternalHandler是一个静态类，为了能够将执行环境切换到主线程，因此这个类必须在主线程中进行加载。所以变相要求AsyncTask的类必须在主线程中进行加载。

到此为止，从任务执行的开始到结束都从源码分析完了。

AsyncTask的串行和并行

从上述源码分析中分析得到，默认情况下AsyncTask的执行效果是串行的，因为有了SerialExecutor类来维持保证队列的串行。如果想使用并行执行任务，那么可以直接跳过SerialExecutor类，使用executeOnExecutor()来执行任务。

四、AsyncTask使用不当的后果

1.）生命周期

AsyncTask不与任何组件绑定生命周期，所以在Activity/或者Fragment中创建执行AsyncTask时，最好在Activity/Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean)；

2.)内存泄漏

3.) 结果丢失

屏幕旋转或Activity在后台被系统杀掉等情况会导致Activity的重新创建，之前运行的AsyncTask（非静态的内部类）会持有一个之前Activity的引用，这个引用已经无效，这时调用onPostExecute()再去更新界面将不再生效。

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如何在Android开发中用AsyncTask异步更新UI界面

　　1
　　本次的异步处理的一种方式AsyncTask，其实它的本质是一个线程池，所有提交的异步任务都会在这个线程池中的工作线程内执行，当工作线程需要跟UI线程交互时，工作线程会通过向在UI线程创建的Handler传递消息的方式，调用相关的回调函数，从而实现UI界面的更新。

　　2
　　AsyncTask抽象出后台线程运行的五个状态，分别是：1、准备运行，2、正在后台运行，3、进度更新，4、完成后台任务，5、取消任务，对于这五个阶段，AsyncTask提供了五个回调函数：其中，准备运行：onPreExecute(),该回调函数在任务被执行之后立即由UI线程调用。这个步骤通常用来建立任务，在用户接口（UI）上显示进度条；

　　3
　　doInBackground(Params...),该回调函数由后台线程在onPreExecute()方法执行结束后立即调用。通常在这里执行耗时的后台计算。计算的结果必须由该函数返回，并被传递到onPostExecute()中。在该函数内也可以使用publishProgress(Progress...)来发布一个或多个进度单位(unitsof progr ess)。这些值将会在onProgressUpdate(Progress...)中被发布到UI线程；

　　4
　　完成后台任务：onPostExecute(Result),当后台计算结束后调用。后台计算的结果会被作为参数传递给这一函数；

　　5
　　最后在程序中启动该异步代码； 参考技术A 所用工具原料为：Eclipse、SDK
1、本次的异步处理的一种方式AsyncTask，其实它的本质是一个线程池，所有提交的异步任务都会在这个线程池中的工作线程内执行，当工作线程需要跟UI线程交互时，工作线程会通过向在UI线程创建的Handler传递消息的方式，调用相关的回调函数，从而实现UI界面的更新。
2、AsyncTask抽象出后台线程运行的五个状态，分别是：1、准备运行，2、正在后台运行， 3、进度更新，4、完成后台任务，5、取消任务，对于这五个阶段，AsyncTask提供了五个回调函数：其中，准备运行：onPreExecute(),该回调函数在任务被执行之后立即由UI线程调用。这个步骤通常用来建立任务，在用户接口（UI）上显示进度条；
3、doInBackground(Params...),该回调函数由后台线程在onPreExecute()方法执行结束后立即调用。通常在这里执行耗时的后台计算。计算的结果必须由该函数返回，并被传递到onPostExecute()中。在该函数内也可以使用publishProgress(Progress...)来发布一个或多个进度单位(unitsof progress)。这些值将会在onProgressUpdate(Progress...)中被发布到UI线程；
4、完成后台任务：onPostExecute(Result),当后台计算结束后调用。后台计算的结果会被作为参数传递给这一函数；
5、最后在程序中启动该异步代码。 参考技术B new AsyncTask<Void, Void, Void>() 
    @Override
    protected Void doInBackground(Void... params) 
        //TODO 耗时操作，比如网络请求
    

    protected void onPostExecute(Void result) 
        //TODO 更新ui界面
    ;
.execute();

在onPostExecute方法里更新就好了，就是异步的