Android开发者：你真的会用AsyncTask吗？
【导读】在Android应用开发的过程中，我们需要时刻注意保证应用程序的稳定和UI操作响应及时，因为不稳定或响应缓慢的应用将给应用带来不好的印象，严重的用户卸载你的APP，这样你的努力就没有体现的价值了。本文试图从AsnycTask的作用说起，进一步的讲解一下内部的实现机制。如果有一些开发经验的人，读完之后应该对使用AsnycTask过程中的一些问题豁然开朗，开发经验不丰富的也可以从中找到使用过程中的注意点。
为何引入AsnyncTask？
在Android程序开始运行的时候会单独启动一个进程，默认情况下所有这个程序操作都在这个进程中进行。一个Android程序默认情况下只有一个进程，但是一个进程却是可以有许线程的。
在这些线程中，有一个线程叫做UI线程，也叫做Main Thread，除了Main Thread之外的线程都可称为Worker Thread。Main Thread主要负责控制UI页面的显示、更新、交互等。因此所有在UI线程中的操作要求越短越好，只有这样用户才会觉得操作比较流畅。一个比较好的做法是把一些比较耗时的操作，例如网络请求、数据库操作、复杂计算等逻辑都封装到单独的线程，这样就可以避免阻塞主线程。为此，有人写了如下的代码：
private TextView textView;
public void onCreate(Bundle bundle){
super.onCreate(bundle);
setContentView(R.layout.thread_on_ui);
textView = (TextView) findViewById(R.id.tvTest);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
HttpGet httpGet = new HttpGet("http://www.baidu.com");
HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
HttpResponse httpResp = httpClient.execute(httpGet);
if (httpResp.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
String result = EntityUtils.toString(httpResp.getEntity(), "UTF-8");
textView.setText("请求返回正常，结果是：" + result);
} else {
textView.setText("请求返回异常！");
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
运行，不出所料，异常信息如下：
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
怎么破？可以在主线程创建Handler对象，把textView.setText地方替换为用handler把返回值发回到handler所在的线程处理，也就是主线程。这个处理方法稍显复杂，Android为我们考虑到了这个情况，给我们提供了一个轻量级的异步类可以直接继承AsyncTask，在类中实现异步操作，并提供接口反馈当前异步执行的结果以及执行进度，这些接口中有直接运行在主线程中的，例如onPostExecute，onPreExecute等方法。
也就是说，Android的程序运行时是多线程的，为了更方便的处理子线程和UI线程的交互，引入了AsyncTask。
AsnyncTask内部机制
AsyncTask内部逻辑主要有二个部分：
1、与主线的交互，它内部实例化了一个静态的自定义类InternalHandler，这个类是继承自Handler的，在这个自定义类中绑定了一个叫做AsyncTaskResult的对象，每次子线程需要通知主线程，就调用sendToTarget发送消息给handler。然后在handler的handleMessage中AsyncTaskResult根据消息的类型不同（例如MESSAGE_POST_PROGRESS会更新进度条，MESSAGE_POST_CANCEL取消任务）而做不同的操作，值得一提的是，这些操作都是在UI线程进行的，意味着，从子线程一旦需要和UI线程交互，内部自动调用了handler对象把消息放在了主线程了。源码地址
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
@Override
protected void More ...done() {
Message message;
Result result = null;
try {
result = get();
} catch (InterruptedException e) {
android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
} catch (ExecutionException e) {
throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
message.sendToTarget();
return;
} catch (Throwable t) {
throw new RuntimeException("An error occured while executing "
+ "doInBackground()", t);
}
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));
message.sendToTarget();
}
};
private static class InternalHandler extends Handler {
@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
@Override
public void More ...handleMessage(Message msg) {
AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
switch (msg.what) {
case MESSAGE_POST_RESULT:
// There is only one result
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
case MESSAGE_POST_CANCEL:
result.mTask.onCancelled();
break;
}
}
}
2、AsyncTask内部调度，虽然可以新建多个AsyncTask的子类的实例，但是AsyncTask的内部Handler和ThreadPoolExecutor都是static的，这么定义的变量属于类的，是进程范围内共享的，所以AsyncTask控制着进程范围内所有的子类实例，而且该类的所有实例都共用一个线程池和Handler。代码如下：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";
private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread More ...newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
};
private static final ThreadPoolExecutor sExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue, sThreadFactory);
private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;
private static final int MESSAGE_POST_CANCEL = 0x3;
从代码还可以看出，默认核心线程池的大小是5，缓存任务队列是10。意味着，如果线程池的线程数量小于5，这个时候新添加一个异步任务则会新建一个线程；如果线程池的数量大于等于5，这个时候新建一个异步任务这个任务会被放入缓存队列中等待执行。限制一个APP内AsyncTask并发的线程的数量看似是有必要的，但也带来了一个问题，假如有人就是需要同时运行10个而不是5个，或者不对线程的多少做限制，例如有些APP的瀑布流页面中的N多图片的加载。
另一方面，同时运行的任务多，线程也就多，如果这些任务是去访问网络的，会导致短时间内手机那可怜的带宽被占完了，这样总体的表现是谁都很难很快加载完全，因为他们是竞争关系。所以，把选择权交给开发者吧。
事实上，大概从Android从3.0开始，每次新建异步任务的时候AsnycTask内部默认规则是按提交的先后顺序每次只运行一个异步任务。当然了你也可以自己指定自己的线程池。
可以看出，AsyncTask使用过程中需要注意的地方不少
- 由于Handler需要和主线程交互，而Handler又是内置于AsnycTask中的，所以，AsyncTask的创建必须在主线程。
- AsyncTaskResult的doInBackground(mParams)方法执行异步任务运行在子线程中，其他方法运行在主线程中，可以操作UI组件。
- 不要手动的去调用AsyncTask的onPreExecute, doInBackground, publishProgress, onProgressUpdate, onPostExecute方法，这些都是由Android系统自动调用的
- 一个任务AsyncTask任务只能被执行一次。
- 运行中可以随时调用cancel(boolean)方法取消任务，如果成功调用isCancelled()会返回true，并且不会执行onPostExecute() 方法了，取而代之的是调用 onCancelled() 方法。而且从源码看，如果这个任务已经执行了这个时候调用cancel是不会真正的把task结束，而是继续执行，只不过改变的是执行之后的回调方法是onPostExecute还是onCancelled。
AsnyncTask和Activity OnConfiguration
上面提到了那么多的注意点，还有其他需要注意的吗？当然有！我们开发App过程中使用AsyncTask请求网络数据的时候，一般都是习惯在onPreExecute显示进度条，在数据请求完成之后的onPostExecute关闭进度条。这样做看似完美，但是如果您的App没有明确指定屏幕方向和configChanges时，当用户旋转屏幕的时候Activity就会重新启动，而这个时候您的异步加载数据的线程可能正在请求网络。当一个新的Activity被重新创建之后，可能由重新启动了一个新的任务去请求网络，这样之前的一个异步任务不经意间就泄露了，假设你还在onPostExecute写了一些其他逻辑，这个时候就会发生意想不到异常。
一般简单的数据类型的，对付configChanges我们很好处理，我们直接可以通过onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()进行保存与恢复。Android会在销毁你的Activity之前调用onSaveInstanceState()方法，于是，你可以在此方法中存储关于应用状态的数据。然后你可以在onCreate()或onRestoreInstanceState()方法中恢复。
但是，对于AsyncTask怎么办？问题产生的根源在于Activity销毁重新创建的过程中AsyncTask和之前的Activity失联，最终导致一些问题。那么解决问题的思路也可以朝着这个方向发展。Android官方文档也有一些解决问题的线索。
这里介绍另外一种使用事件总线的解决方案，是国外一个安卓大牛写的。中间用到了Square开源的EventBus类库http://square.github.io/otto/。首先自定义一个AsyncTask的子类，在onPostExecute方法中，把返回结果抛给事件总线，代码如下：
@Override
protected String doInBackground(Void... params) {
Random random = new Random();
final long sleep = random.nextInt(10);
try {
Thread.sleep(10 * 6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Slept for " + sleep + " seconds";
}
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
MyBus.getInstance().post(new AsyncTaskResultEvent(result));
}
在Activity的onCreate中注册这个事件总线，这样异步线程的消息就会被otta分发到当前注册的activity，这个时候返回结果就在当前activity的onAsyncTaskResult中了，代码如下：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.otto_layout);
findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override public void onClick(View v) {
new MyAsyncTask().execute();
}
});
MyBus.getInstance().register(this);
}
@Override
protected void onDestroy() {
MyBus.getInstance().unregister(this);
super.onDestroy();
}
@Subscribe
public void onAsyncTaskResult(AsyncTaskResultEvent event) {
Toast.makeText(this, event.getResult(), Toast.LENGTH_LONG).show();
}
个人觉的这个方法相当好，当然更简单的你也可以不用otta这个库，自己单独的用接口回调的方式估计也能实现，大家可以试试。
如何监控AsyncTask？
不过，AsyncTask虽然很好用，但是问题也不少，需要注意的地方也很多。万一又出现问题了怎么办？客户反馈一个问题，开发人员第一反应是：“这不可能啊，我这里测试没问题的！”但是，老板让你解决问题，客户的环境无法复现、操作步骤无法重复，这个时候开发就犯难了......总之，监控这个事情是非常重要的。
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本文作者系OneAPM工程师编译整理。OneAPM是中国基础软件领域的新兴领军企业。专注于提供下一代应用性能管理软件和服务，帮助企业用户和开发者轻松实现：缓慢的程序代码和SQL语句的实时抓取。想阅读更多技术文章，请访问OneAPM官方技术博客。
