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Android实战技艺：深入解析AsyncTask

热度：125   发布时间：2016-05-01 11:07:08.0
Android实战技巧：深入解析AsyncTask

http://blog.csdn.net/hitlion2008/article/details/7983449

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关于AsyncTask的介绍和基本使用方法可以参考官方文档和Android实战技巧：多线程AsyncTask这里就不重复。

AsyncTask引发的一个问题

上周遇到了一个极其诡异的问题，一个小功能从网络上下载一个图片，然后放到ImageView中，是用AsyncTask来实现的，本身逻辑也很简单，仅是在doInBackground中用HTTP请求把图片的输入流取出，然后用BitmapFactory去解析，然后再把得到的Bitmap放到ImageView中。这个应用是用4.0的SDK开发的，也是运行在4.0上面的。但是有时候下载这张图片去要用很久很久，甚至要等上几分钟。通过调试发现一个令人难以接受的事实：竟然是doInBackground()未及时执行，也就是它并没有在#execute()调用之后马上执行，而是等待了很久才得以执行。

神马情况，难道AsyncTask不是线程，难道不是异步，难道AsyncTask另有内幕？

AsyncTask的内幕

AsyncTask主要有二个部分：一个是与主线各的交互，另一个就是线程的管理调度。虽然可能多个AsyncTask的子类的实例，但是AsyncTask的内部Handler和ThreadPoolExecutor都是进程范围内共享的，其都是static的，也即属于类的，类的属性的作用范围是CLASSPATH，因为一个进程一个VM，所以是AsyncTask控制着进程范围内所有的子类实例。

与主线程交互

与主线程交互是通过Handler来进行的，因为本文主要探讨AsyncTask在任务调度方面的，所以对于这部分不做细致介绍，感兴趣的朋友可以去看AsyncTask的源码

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线程任务的调度

内部会创建一个进程作用域的线程池来管理要运行的任务，也就就是说当你调用了AsyncTask#execute()后，AsyncTask会把任务交给线程池，由线程池来管理创建Thread和运行Therad。对于内部的线程池不同版本的Android的实现方式是不一样的：

Android2.3以前的版本，也即SDK/API 10和以前的版本

内部的线程池限制是5个，也就是说同时只能有5个线程运行，超过的线程只能等待，等待前面的线程某个执行完了才被调度和运行。换句话说，如果一个进程中的AsyncTask实例个数超过5个，那么假如前5个都运行很长时间的话，那么第6个只能等待机会了。这是AsyncTask的一个限制，而且对于2.3以前的版本无法解决。如果你的应用需要大量的后台线程去执行任务，那么你只能放弃使用AsyncTask，自己创建线程池来管理Thread，或者干脆不用线程池直接使用Thread也无妨。不得不说，虽然AsyncTask较Thread使用起来比较方便，但是它最多只能同时运行5个线程，这也大大局限了它的实力，你必须要小心的设计你的应用，错开使用AsyncTask的时间，尽力做到分时，或者保证数量不会大于5个，否则就可能遇到上面提到的问题。要不然就只能使用JavaSE中的API了。


Android 3.0以后，也即SDK/API 11和以后的版本

可能是Google意识到了AsyncTask的局限性了，从Android 3.0开始对AsyncTask的API做出了一些调整：

  1. #execute()提交的任务，按先后顺序每次只运行一个

    也就是说它是按提交的次序，每次只启动一个线程执行一个任务，完成之后再执行第二个任务，也就是相当于只有一个后台线程在执行所提交的任务(Executors.newSingleThreadPool())。


  2. 新增了接口#executeOnExecutor()

    这个接口允许开发者提供自定义的线程池来运行和调度Thread，如果你想让所有的任务都能并发同时运行，那就创建一个没有限制的线程池(Executors.newCachedThreadPool())，并提供给AsyncTask。这样这个AsyncTask实例就有了自己的线程池而不必使用AsyncTask默认的。

  3. 新增了二个预定义的线程池SERIAL_EXECUTOR和THREAD_POOL_EXECUTOR

    其实THREAD_POOL_EXECUTOR并不是新增的，之前的就有，只不过之前(Android 2.3)它是AsyncTask私有的，未公开而已。THREAD_POOL_EXECUTOR是一个corePoolSize为5的线程池，也就是说最多只有5个线程同时运行，超过5个的就要等待。所以如果使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)就跟2.3版本的AsyncTask.execute()效果是一样的。


    而SERIAL_EXECUTOR是新增的，它的作用是保证任务执行的顺序，也就是它可以保证提交的任务确实是按照先后顺序执行的。它的内部有一个队列用来保存所提交的任务，保证当前只运行一个，这样就可以保证任务是完全按照顺序执行的，默认的execute()使用的就是这个，也就是executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR)与execute()是一样的。

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前面问题的解法

了解了AsyncTask的内幕就知道了前面问题的原因：因为是4.0平台，所以所有的AsyncTask并不都会运行在单独的线程中，而是被SERIAL_EXECUTOR顺序的使用线程执行。因为应用中可能还有其他地方使用AsyncTask，所以到网络取图片的AsyncTask也许会等待到其他任务都完成时才得以执行而不是调用executor()之后马上执行。

那么解决方法其实很简单，要么直接使用Thread，要么创建一个单独的线程池(Executors.newCachedThreadPool())。或者最简单的解法就是使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)，这样起码不用等到前面的都结束了再执行。

AsyncTask的使用注意事项

前面的文章曾建议使用AsyncTask而不是使用Thread，但是AsyncTask似乎又有它的限制，这就要根据具体的需求情况而选择合适的工具，No Silver Bullet。下面是一些建议：

  • 改善你的设计，少用异步处理

    线程的开销是非常大的，同时异步处理也容易出错，难调试，难维护，所以改善你的设计，尽可能的少用异步。对于一般性的数据库查询，少量的I/O操作是没有必要启动线程的。

  • 与主线程有交互时用AsyncTask，否则就用Thread

    AsyncTask被设计出来的目的就是为了满足Android的特殊需求：非主线程不能操作(UI)组件，所以AsyncTask扩展Thread增强了与主线程的交互的能力。如果你的应用没有与主线程交互，那么就直接使用Thread就好了。

  • 当有需要大量线程执行任务时，一定要创建线程池

    线程的开销是非常大的，特别是创建一个新线程，否则就不必设计线程池之类的工具了。当需要大量线程执行任务时，一定要创建线程池，无论是使用AsyncTask还是Thread，因为使用AsyncTask它内部的线程池有数量限制，可能无法满足需求；使用Thread更是要线程池来管理，避免虚拟机创建大量的线程。比如从网络上批量下载图片，你不想一个一个的下，或者5个5个的下载，那么就创建一个CorePoolSize为10或者20的线程池，每次10个或者20个这样的下载，即满足了速度，又不至于耗费无用的性能开销去无限制的创建线程。

  • 对于想要立即开始执行的异步任务，要么直接使用Thread，要么单独创建线程池提供给AsyncTask

    默认的AsyncTask不一定会立即执行你的任务，除非你提供给他一个单独的线程池。如果不与主线程交互，直接创建一个Thread就可以了，虽然创建线程开销比较大，但如果这不是批量操作就没有问题。

  • Android的开发没有想像中那样简单，要多花心思和时间在代码上和测试上面，以确信程序是优质的

附上相关资源：

使用自定义的CorePoolSize为7的Executor(Executors.newFixedThreadPool(7))：


使用未设限制的Executor(Executors.newCachedThreadPool())：


这些例子所用的代码：

?

[java]?view plaincopyprint?
  1. public?class?AsyncTaskDemoActivity?extends?Activity?{??
  2. ????private?static?int?ID?=?0;??
  3. ????private?static?final?int?TASK_COUNT?=?9;??
  4. ????private?static?ExecutorService?SINGLE_TASK_EXECUTOR;??
  5. ????private?static?ExecutorService?LIMITED_TASK_EXECUTOR;??
  6. ????private?static?ExecutorService?FULL_TASK_EXECUTOR;??
  7. ??????
  8. ????static?{??
  9. ????????SINGLE_TASK_EXECUTOR?=?(ExecutorService)?Executors.newSingleThreadExecutor();??
  10. ????????LIMITED_TASK_EXECUTOR?=?(ExecutorService)?Executors.newFixedThreadPool(7);??
  11. ????????FULL_TASK_EXECUTOR?=?(ExecutorService)?Executors.newCachedThreadPool();??
  12. ????};??
  13. ??????
  14. ????@Override??
  15. ????public?void?onCreate(Bundle?icicle)?{??
  16. ????????super.onCreate(icicle);??
  17. ????????setContentView(R.layout.asynctask_demo_activity);??
  18. ????????String?title?=?"AsyncTask?of?API?"?+?VERSION.SDK_INT;??
  19. ????????setTitle(title);??
  20. ????????final?ListView?taskList?=?(ListView)?findViewById(R.id.task_list);??
  21. ????????taskList.setAdapter(new?AsyncTaskAdapter(getApplication(),?TASK_COUNT));??
  22. ????}??
  23. ??????
  24. ????private?class?AsyncTaskAdapter?extends?BaseAdapter?{??
  25. ????????private?Context?mContext;??
  26. ????????private?LayoutInflater?mFactory;??
  27. ????????private?int?mTaskCount;??
  28. ????????List<SimpleAsyncTask>?mTaskList;??
  29. ??????????
  30. ????????public?AsyncTaskAdapter(Context?context,?int?taskCount)?{??
  31. ????????????mContext?=?context;??
  32. ????????????mFactory?=?LayoutInflater.from(mContext);??
  33. ????????????mTaskCount?=?taskCount;??
  34. ????????????mTaskList?=?new?ArrayList<SimpleAsyncTask>(taskCount);??
  35. ????????}??
  36. ??????????
  37. ????????@Override??
  38. ????????public?int?getCount()?{??
  39. ????????????return?mTaskCount;??
  40. ????????}??
  41. ??
  42. ????????@Override??
  43. ????????public?Object?getItem(int?position)?{??
  44. ????????????return?mTaskList.get(position);??
  45. ????????}??
  46. ??
  47. ????????@Override??
  48. ????????public?long?getItemId(int?position)?{??
  49. ????????????return?position;??
  50. ????????}??
  51. ??
  52. ????????@Override??
  53. ????????public?View?getView(int?position,?View?convertView,?ViewGroup?parent)?{??
  54. ????????????if?(convertView?==?null)?{??
  55. ????????????????convertView?=?mFactory.inflate(R.layout.asynctask_demo_item,?null);??
  56. ????????????????SimpleAsyncTask?task?=?new?SimpleAsyncTask((TaskItem)?convertView);??
  57. ????????????????/*?
  58. ?????????????????*?It?only?supports?five?tasks?at?most.?More?tasks?will?be?scheduled?only?after?
  59. ?????????????????*?first?five?finish.?In?all,?the?pool?size?of?AsyncTask?is?5,?at?any?time?it?only?
  60. ?????????????????*?has?5?threads?running.?
  61. ?????????????????*/??
  62. //????????????????task.execute();??
  63. ????????????????//?use?AsyncTask#SERIAL_EXECUTOR?is?the?same?to?#execute();??
  64. //????????????????task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR);??
  65. ????????????????//?use?AsyncTask#THREAD_POOL_EXECUTOR?is?the?same?to?older?version?#execute()?(less?than?API?11)??
  66. ????????????????//?but?different?from?newer?version?of?#execute()??
  67. //????????????????task.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);??
  68. ????????????????//?one?by?one,?same?to?newer?version?of?#execute()??
  69. //????????????????task.executeOnExecutor(SINGLE_TASK_EXECUTOR);??
  70. ????????????????//?execute?tasks?at?some?limit?which?can?be?customized??
  71. //????????????????task.executeOnExecutor(LIMITED_TASK_EXECUTOR);??
  72. ????????????????//?no?limit?to?thread?pool?size,?all?tasks?run?simultaneously??
  73. ????????????????task.executeOnExecutor(FULL_TASK_EXECUTOR);??
  74. ??????????????????
  75. ????????????????mTaskList.add(task);??
  76. ????????????}??
  77. ????????????return?convertView;??
  78. ????????}??
  79. ????}??
  80. ??????
  81. ????private?class?SimpleAsyncTask?extends?AsyncTask<Void,?Integer,?Void>?{??
  82. ????????private?TaskItem?mTaskItem;??
  83. ????????private?String?mName;??
  84. ??????????
  85. ????????public?SimpleAsyncTask(TaskItem?item)?{??
  86. ????????????mTaskItem?=?item;??
  87. ????????????mName?=?"Task?#"?+?String.valueOf(++ID);??
  88. ????????}??
  89. ??????????
  90. ????????@Override??
  91. ????????protected?Void?doInBackground(Void...?params)?{??
  92. ????????????int?prog?=?1;??
  93. ????????????while?(prog?<?101)?{??
  94. ????????????????SystemClock.sleep(100);??
  95. ????????????????publishProgress(prog);??
  96. ????????????????prog++;??
  97. ????????????}??
  98. ????????????return?null;??
  99. ????????}??
  100. ??????????
  101. ????????@Override??
  102. ????????protected?void?onPostExecute(Void?result)?{??
  103. ????????}??
  104. ??????????
  105. ????????@Override??
  106. ????????protected?void?onPreExecute()?{??
  107. ????????????mTaskItem.setTitle(mName);??
  108. ????????}??
  109. ??????????
  110. ????????@Override??
  111. ????????protected?void?onProgressUpdate(Integer...?values)?{??
  112. ????????????mTaskItem.setProgress(values[0]);??
  113. ????????}??
  114. ????}??
  115. }??
  116. ??
  117. class?TaskItem?extends?LinearLayout?{??
  118. ????private?TextView?mTitle;??
  119. ????private?ProgressBar?mProgress;??
  120. ??????
  121. ????public?TaskItem(Context?context,?AttributeSet?attrs)?{??
  122. ????????super(context,?attrs);??
  123. ????}??
  124. ??
  125. ????public?TaskItem(Context?context)?{??
  126. ????????super(context);??
  127. ????}??
  128. ??????
  129. ????public?void?setTitle(String?title)?{??
  130. ????????if?(mTitle?==?null)?{??
  131. ????????????mTitle?=?(TextView)?findViewById(R.id.task_name);??
  132. ????????}??
  133. ????????mTitle.setText(title);??
  134. ????}??
  135. ??????
  136. ????public?void?setProgress(int?prog)?{??
  137. ????????if?(mProgress?==?null)?{??
  138. ????????????mProgress?=?(ProgressBar)?findViewById(R.id.task_progress);??
  139. ????????}??
  140. ????????mProgress.setProgress(prog);??
  141. ????}??
  142. }??

?

[html]?view plaincopyprint?
  1. <?xml?version="1.0"?encoding="utf-8"?>??
  2. <LinearLayout?xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"??
  3. ????android:layout_width="match_parent"??
  4. ????android:layout_height="match_parent"??
  5. ????android:paddingLeft="10dip"??
  6. ????android:paddingRight="10dip"??
  7. ????android:orientation="vertical"?>??
  8. ????<ListView?android:id="@+id/task_list"??
  9. ????????android:layout_width="fill_parent"??
  10. ????????android:layout_height="wrap_content"??
  11. ????????android:divider="#cccccc"??
  12. ????????android:dividerHeight="0.6dip"??
  13. ????????android:footerDividersEnabled="true"??
  14. ????????android:headerDividersEnabled="true"?/>??
  15. </LinearLayout>??

?

[html]?view plaincopyprint?
  1. <?xml?version="1.0"?encoding="utf-8"?>??
  2. <com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem?xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"??
  3. ????android:layout_width="match_parent"??
  4. ????android:layout_height="50dip"??
  5. ????android:gravity="center_vertical"??
  6. ????android:layout_gravity="center_vertical"??
  7. ????android:orientation="horizontal"?>??
  8. ????<TextView?android:id="@+id/task_name"??
  9. ????????android:layout_width="wrap_content"??
  10. ????????android:layout_height="wrap_content"??
  11. ????????android:textColor="#ffff00"??
  12. ????????android:textSize="26sp"?/>??
  13. ????<ProgressBar?android:id="@+id/task_progress"??
  14. ????????android:layout_width="fill_parent"??
  15. ????????android:layout_height="15dip"??
  16. ????????android:max="100"??
  17. ????????style="@android:style/Widget.ProgressBar.Horizontal"?/>??
  18. </com.hilton.effectiveandroid.os.TaskItem?>??
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