10-Android中的异步任务处理机制

使用的工具

现在android项目使用的 android studio 来进行开发，开发的语言现在推荐的是 kotlin， 不过这里还是先使用 Java 来开发

• AndroidStudio 版本： Android Studio Iguana | 2023.2.1
• 项目语言： Java
• JDK版本： 17

Android中异步处理两种方式

• 第一种就是使用 Handler 机制
• 第二种就是使用 AsyncTask，AsyncTask 是对 Handler 的封装，对于使用者更友好

什么是Handler机制

Android 中的 Handler 机制是异步消息处理机制，因为 Android 中 UI 线程（UI线程就是主线程）是线程不安全的，当想要更新 UI 元素的时候，只能在主线程（UI线程）中执行，如果在子线程中去执行，会报错

通过子线程更新UI元素的示例

接下来看看一个在子线程中更新 UI 元素的示例，就是一个主 Activity 和对应的布局文件，布局文件中就是一个按钮和一个文本，当点击按钮的时候会在子线程中更新显示的文本

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    android:layout_width="match_parent"  
    android:layout_height="match_parent"  
    android:orientation="horizontal">  
  
    <Button  
        android:id="@+id/btn_update"  
        android:text="点我更新文本"  
        android:layout_width="wrap_content"  
        android:layout_height="wrap_content"/>  
  
    <TextView  
        android:id="@+id/tv_update"  
        android:text="初始文本"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"/>  
</LinearLayout>

MainActivity

package com.example.ademo;  
  
import android.os.Bundle;  
import android.util.Log;  
import android.view.View;  
import android.widget.TextView;  
  
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;  
  
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {  
  
    private TextView textView;  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        Log.d("MainActivity", "开始创建主Activity" + this);  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        textView = findViewById(R.id.tv_update);  
        // 给按钮添加点击监听器  
        findViewById(R.id.btn_update).setOnClickListener(this);  
    }  
  
    @Override  
    public void onClick(View button) {  
        new Thread(() -> {  
            textView.setText("在子线程中更新文本");  
        }).start();  
    }  
}

《第一行代码》第二版中使用子线程去更新元素的例子是会报错，不过上面的例子运行时没有报错，通过网上搜索到在子线程中不一定会出错，具体参考 Android：子线程到底能不能更新UI？ 但是还是不建议在子线程中更新UI 布局，接下来通过 Handler 机制来修改上面的案例

通过Handler机制在子线程中修改布局

主要修改点就是在 MainActivity 使用 Handler 机制

package com.example.ademo;  
  
import android.os.Bundle;  
import android.os.Handler;  
import android.os.Message;  
import android.util.Log;  
import android.view.View;  
import android.widget.TextView;  
  
import androidx.annotation.NonNull;  
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;  
  
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {  
  
    private TextView textView;  
  
    private static final int UPDATE_TEXT = 1;  
  
    private Handler handler = new Handler() {  
        @Override  
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {  
            switch (msg.what) {  
                case UPDATE_TEXT:  
                    Log.i("MainActivity handleMessage", Thread.currentThread().getName());  
                    textView.setText("在子线程中更新文本");  
                    break;  
                default:  
                    break;  
            }  
        }  
    };  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        Log.d("MainActivity", "开始创建主Activity" + this);  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        textView = findViewById(R.id.tv_update);  
        // 给按钮添加点击监听器  
        findViewById(R.id.btn_update).setOnClickListener(this);  
    }  
  
    @Override  
    public void onClick(View button) {  
        new Thread(() -> {  
            //textView.setText("在子线程中更新文本");  
            Log.i("MainActivity onClick", Thread.currentThread().getName());  
            Message msg = new Message();  
            msg.what = UPDATE_TEXT;  
            handler.sendMessageAtTime(msg, 1000);  
        }).start();  
    }  
}

点击按钮后打印的日志如下

7580-7615  MainActivity onClick    com.example.ademo                    I  Thread-2
7580-7580  MainActivi...dleMessage com.example.ademo                    I  main

Handler使用流程解析

Android 中 Handler 机制主要包含四个部分

• Message
• Handler
• MessageQueue
• Looper

Message

Message 就是线程之间传递的消息，内部可以携带数据，上面例子中直接使用的是 what 属性，其实 Message 和可以保存 Bundle 类型的数据

public final class Message implements Parcelable {
	public void setData(Bundle data) {  
	    this.data = data;  
	}
}

Handler

Handler 主要就是用来发送和处理消息的

• 发送消息使用 Handler 中的 sendMessage(Message) 方法
• 处理消息最终是会走到 Handler 实现类的 handlerMessage(Message) 方法中

MessageQueue

既然是异步，就必然需要一个消息存储的地方，使用 Handler 类的 sendMessage 就是将消息存入到 MessageQueue

Looper

Looper 的作用就是不断的从 MessageQueue 中获取消息数据，然后调用 Handler 的 handlerMessage 方法去进行消息的处理

整体处理流程如图所示：（该图来源于 《第一行代码》第二版）

使用 AsyncTask

AsyncTask 是一个抽象类, 下面只列出了几个核心的方法

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
	@MainThread  
	protected void onPreExecute() {  
	}
	
	@WorkerThread  
	protected abstract Result doInBackground(Params... params);

	@WorkerThread  
	protected final void publishProgress(Progress... values) {  
	    if (!isCancelled()) {  
	        getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
	                new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
	    }  
	}

	@MainThread  
	protected void onProgressUpdate(Progress... values) {  
	}

	@MainThread  
	protected void onPostExecute(Result result) {  
	}
}

核心参数说明

以下三个参数都是泛型

• Params
  • 在执行 AsyncTask 任务时传入，可在后台任务执行时使用
• Progress
  • 后台任务执行时，如果需要在界面上显示当前的进度，则使用这里指定的泛型作为进度单位
• Result
  • 当任务执行完毕后，如果需要对结果进行返回，则使用这里指定的泛型作为返回值类型

核心方法说明

• onPreExecute
  • 这个方法会在后台任务开始执行之前调用，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
  • 这个方法中的所有代码都会在子线程中运行
  • 任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果返回，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
  • 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
• publishProgress
  • 该方法是用来更新进度的，一般是在 doInBackground 方法中来调用这个方法
• onProgressUpdate
  • 当在后台任务中调用了 publishProgress(Progress...)方法后，onProgressUpdate (Progress...) 方法就会很快被调用，该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，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新
• onPostExecute
  • 当后台任务执行完毕并通过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，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等

AsyncTask 使用示例

先看一下最终实现的效果 模拟一件耗时的操作(异步执行)，然后每隔1s更新完成的进度，直到完成 100%，这里涉及到就是一个主 Activity 和 对应的布局文件，布局文件中就是一个 ProgressBar

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    android:layout_width="match_parent"  
    android:layout_height="match_parent"  
    android:orientation="vertical">  
    <ProgressBar  
        android:id="@+id/pb_loading"  
        android:max="100"  
        style="@android:style/Widget.ProgressBar.Horizontal"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"/>  
</LinearLayout>

MainActivity

package com.example.ademo;  
  
import android.os.AsyncTask;  
import android.os.Bundle;  
import android.util.Log;  
import android.widget.ProgressBar;  
  
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;  
  
public class MainActivity extends AppCompatActivity {  
  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        Log.d("MainActivity", "开始创建主Activity" + this);  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        ProgressBar progressBar = findViewById(R.id.pb_loading);  
        new UpdateProcessAsyncTask(progressBar).execute(true);  
    }  
  
}  
  
class UpdateProcessAsyncTask extends AsyncTask<Boolean, Integer, String> {  
  
    private ProgressBar progressBar;  
  
    public UpdateProcessAsyncTask(ProgressBar progressBar) {  
        this.progressBar = progressBar;  
    }  
  
    @Override  
    protected void onPreExecute() {  
        Log.i("UpdateProcessAsyncTask onPreExecute", "异步任务执行前");  
    }  
  
    @Override  
    protected void onPostExecute(String s) {  
        Log.i("UpdateProcessAsyncTask onPostExecute", "s");  
    }  
  
    @Override  
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {  
        Log.i("UpdateProcessAsyncTask onProgressUpdate", "当前执行进度: " + values[0]);  
        progressBar.setProgress(values[0]);  
    }  
  
    @Override  
    protected String doInBackground(Boolean... booleans) {  
        Boolean aBoolean = booleans[0];  
        if (aBoolean) {  
            int startProcess = 0;  
            while (startProcess < 100) {  
                try {  
	                // 模拟耗时操作，每隔1s更新一次进度
                    Thread.sleep(1000);  
                    startProcess += 10;  
                    // 发布当前进度  
                    publishProgress(startProcess);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    throw new RuntimeException(e);  
                }  
            }  
        }  
        return "已经更新完成";  
    }  
}

下面对这段代码进行解释

class UpdateProcessAsyncTask extends AsyncTask<Boolean, Integer, String>

这里的三个泛型分别是

• Boolean
  • 第一个泛型是 Boolean，也就是参数类型，可以看到调用异步类的时候传了一个 True，即 new UpdateProcessAsyncTask(progressBar).execute(true); 这句代码，所以在 doInBackground 方法中参数类型就是 Boolean 类型
• Integer
  • 第二个泛型是进度单位，也就是这个泛型决定了 publishProgress 和 onProgressUpdate 这两个方法对应的参数类型
• String
  • 这个是任务执行完成后返回的类型，即 doInBackground 的返回值类型和 onPostExecute 方法入参类型

AsyncTask不推荐使用

现在 AsyncTask 已经被标记为 Deprecated 具体原因可参考 是什么杀死了Android AsyncTask？