android 异步任务线程 android异步消息处理机制

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云端梦想实现家 2023-06-27 21:47:22

文章标签 android 异步任务线程 android 多线程异步 asynctask 文章分类 Android 移动开发

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Handler的机制，还有一种就是 AsyncTask 机制。

Handler

Android UI是线程不安全的，如果在子线程中尝试进行UI操作，程序就有可能会崩溃。相信大家在日常的工作当中都会经常遇到这个问题，解决的方案应该也是早已烂熟于心，即创建一个Message对象，然后借助Handler发送出去，之后在Handler的handleMessage()方法中获得刚才发送的Message对象，然后在这里进行UI操作就不会再出现崩溃了。

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {
    public static final int UPDATE_TEXT = 1;
    private TextView text;
    private Button changeText;
    private Handler handler = new Handler() {
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case UPDATE_TEXT:
                    text.setText("Nice to meet you");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        text = (TextView) findViewById(R.id.text);
        changeText = (Button) findViewById(R.id.change_text);
        changeText.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.change_text:
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Message message = new Message();
                        message.what = UPDATE_TEXT;
                        handler.sendMessage(message);
                    }
                }).start();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

Handler是Android类库提供的用于接受、传递和处理消息或Runnable对象的处理类，它结合Message、MessageQueue和Looper类以及当前线程实现了一个消息循环机制，用于实现任务的异步加载和处理。

Message：消息体，用于装载需要发送的对象。
handler：它直接继承自Object。作用是：在子线程中发送Message或者Runnable对象到MessageQueue中；在UI线程中接收、处理从MessageQueue分发出来的Message或者Runnable对象。发送消息一般使用Handler的sendMessage()方法，而发出去的消息经过处理后最终会传递到Handler的handlerMessage()方法中。
MessageQueue：用于存放Message或Runnable对象的消息队列。它由对应的Looper对象创建，并由Looper对象管理。每个线程中都只会有一个MessageQueue对象。
Looper：是每个线程中的MessageQueue的管家，循环不断地管理MessageQueue接收和分发Message或Runnable的工作。调用Looper的loop()方法后，就会进入到一个无限循环中然后每当发现MessageQueue中存在一条消息，就会将它取出，并调用Handler的handlerMessage()方法。每个线程中也只会有一个Looper对象。

整个异步消息处理过程：

首先Looper.prepare()在本线程中保存一个Looper实例，然后该实例中保存一个MessageQueue对象；因为Looper.prepare()在一个线程中只能调用一次，所以MessageQueue在一个线程中只会存在一个。大家可能还会问，那么在Activity中，我们并没有显示的调用Looper.prepare()和Looper.loop()方法，为啥Handler可以成功创建呢，这是因为在Activity的启动代码中，已经在当前UI线程调用了Looper.prepare()和Looper.loop()方法
Looper.loop()会让当前线程进入一个无限循环，不端从MessageQueue的实例中读取消息，然后回调msg.target.dispatchMessage(msg)方法。
Handler的构造方法，会首先得到当前线程中保存的Looper实例，进而与Looper实例中的MessageQueue想关联。
Handler的sendMessage方法，会给msg的target赋值为handler自身，然后加入MessageQueue中。
在构造Handler实例时，我们会重写handleMessage方法，也就是msg.target.dispatchMessage(msg)最终调用的方法。

AsyncTask

为了简化操作，Android1.5提供了工具类android.os.AsyncTask，它使创建异步任务变得更加简单，不再需要编写任务线程和Handler实例即可完成相同的任务。
先来看看AsyncTask的定义：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>

三种泛型类型分别代表“启动任务执行的输入参数”、“后台任务执行的进度”、“后台计算结果的类型”。在特定场合下，并不是所有类型都被使用，如果没有被使用，可以用Java.lang.Void类型代替。

一个异步任务的执行一般包括以下几个步骤：

execute(Params… params)，执行一个异步任务，需要我们在代码中调用此方法，触发异步任务的执行。
onPreExecute()，在execute(Params… params)被调用后立即执行，一般用来在执行后台任务前对UI做一些标记。
doInBackground(Params… params)，在onPreExecute()完成后立即执行，用于执行较为费时的操作，此方法将接收输入参数和返回计算结果。在执行过程中可以调用publishProgress(Progress… values)来更新进度信息。
onProgressUpdate(Progress… values)，在调用publishProgress(Progress… values)时，此方法被执行，直接将进度信息更新到UI组件上。
onPostExecute(Result result)，当后台操作结束时，此方法将会被调用，计算结果将做为参数传递到此方法中，直接将结果显示到UI组件上。

在使用的时候，有几点需要格外注意：

异步任务的实例必须在UI线程中创建。
execute(Params… params)方法必须在UI线程中调用。
不要手动调用onPreExecute()，doInBackground(Params… params)，onProgressUpdate(Progress… values)，onPostExecute(Result result)这几个方法。
不能在doInBackground(Params… params)中更改UI组件的信息。
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。

public class MainActivity extends Activity {
    private static final String TAG = "ASYNC_TASK";

    private Button execute;
    private Button cancel;
    private ProgressBar progressBar;
    private TextView textView;

    private MyTask mTask;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);

        execute = (Button) findViewById(R.id.execute);
        execute.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //注意每次需new一个实例,新建的任务只能执行一次,否则会出现异常
                mTask = new MyTask();
                mTask.execute("http://www.baidu.com");

                execute.setEnabled(false);
                cancel.setEnabled(true);
            }
        });
        cancel = (Button) findViewById(R.id.cancel);
        cancel.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //取消一个正在执行的任务,onCancelled方法将会被调用
                mTask.cancel(true);
            }
        });
        progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress_bar);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.text_view);

    }

    private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
        //onPreExecute方法用于在执行后台任务前做一些UI操作
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            textView.setText("loading...");
        }

        //doInBackground方法内部执行后台任务,不可在此方法内修改UI
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            try {
                HttpClient client = new DefaultHttpClient();
                HttpGet get = new HttpGet(params[0]);
                HttpResponse response = client.execute(get);
                if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK) {
                    HttpEntity entity = response.getEntity();
                    InputStream is = entity.getContent();
                    long total = entity.getContentLength();
                    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                    byte[] buf = new byte[1024];
                    int count = 0;
                    int length = -1;
                    while ((length = is.read(buf)) != -1) {
                        baos.write(buf, 0, length);
                        count += length;
                        //调用publishProgress公布进度,最后onProgressUpdate方法将被执行
                        publishProgress((int) ((count / (float) total) * 100));
                        //为了演示进度,休眠500毫秒
                        Thread.sleep(500);
                    }
                    return new String(baos.toByteArray(), "gb2312");
                }
            } catch (Exception e) {
                Log.e(TAG, e.getMessage());
            }
            return null;
        }

        //onProgressUpdate方法用于更新进度信息
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
            progressBar.setProgress(progresses[0]);
            textView.setText("loading..." + progresses[0] + "%");
        }

        //onPostExecute方法用于在执行完后台任务后更新UI,显示结果
        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            textView.setText(result);

            execute.setEnabled(true);
            cancel.setEnabled(false);
        }

        //onCancelled方法用于在取消执行中的任务时更改UI
        @Override
        protected void onCancelled() {
            textView.setText("cancelled");
            progressBar.setProgress(0);

            execute.setEnabled(true);
            cancel.setEnabled(false);
        }
    }
}

Handler和AsyncTask对比

Handler

Handler模式需要为每一个任务创建一个新的线程，任务完成后通过Handler实例向UI线程发送消息，完成界面的更新，这种方式对于整个过程的控制比较精细，但也是有缺点的，例如代码相对臃肿，在多个任务同时执行时，不易对线程进行精确的控制。
使用的优点：
- 结构清晰，功能定义明确
- 对于多个后台任务时，简单，清晰

使用的缺点：
- 在单个后台异步处理时，显得代码过多，结构过于复杂（相对性）