Android学习笔记十：异步处理

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一：基础概念

UI线程：当Android程序第一次启动时，Android会同时启动一条主线程（Main Thread），主线程主要负责处理与UI相关的事件，如用户的按键事件、屏幕绘图事件，并把相关的事件分发到对应的组件进行处理。主线程通常又被称为UI线程，Android只允许UI线程修改Activity里的UI组件。

子线程：在程序的activity中创建、启动的线程为子线程，子线程中不能操作UI组件。

后台任务：后台任务一般用子线程来完成，通常用于执行一些耗时任务如：复杂计算、下载文件等。因为这些操作是与UI线程同时运作的，所以又称为异步操作。

二：异步方式之——消息传递机制

我们知道，只有UI线程才能修改、操作界面组件，那么其他子线程中的信息如何反映到UI中呢？那就需要子线程把信息汇总到UI线程，由UI线程显示到组件上。

这个过程，就是消息传递机制。

1）消息传递机制原理图

2）消息传递机制解释

首先，UI线程中维护一个消息队列MessageQueue、一个循环者Looper、一个处理者Handler：消息队列负责接受、存储其他子线程发送过来的消息，等待UI线程处理；循环者不停地轮询消息队列，每次都提取队首一个消息；处理者负责处理Looper提取出来的消息，并负责把结果在UI进行呈现。其中，MessageQueue和Looper随着UI线程启动而自动创建并运行，Handler则需要手动定义。

其次，在UI线程中创建并启动子线程，子线程中通过同一个handler（通常这个handler为acticity代码中的全局变量，因此子线程中可见）来发送消息，从而把消息发送到了当前UI线程的handler对应的消息队列中。

3）实现步骤

根据消息传递机制的原理，我们只需针对实现各个环节需要的东西即可。

首先：定义、创建Handler，重写其中的handlerMessage方法，处理消息

private Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                //根据消息内容，作处理
            }
        }
    };  

然后：定义子线程，在其中定义发送消息语句

 Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Message message = new Message();
            message.what = 消息标签;
            mHandler.sendMessage(message);  //handler是UI线程中的handler
        }
    };  

最后：根据条件，创建子线程实例并启动

mThread = new Thread(runnable);
mThread.start();  

4）应用场景

Handler机制适合多个子线程存在的情况，这样可以把多个子线程发送过来的信息在UI线程中统一处理、绘制呈现。

【附：如果需要在子线程中使用handler和looper，则需要获取到UI线程中的handler、looper对象。具体方法见：http://blog.csdn.net/logicteamleader/article/details/46591499】

三：单个异步任务——AsyncTask

消息传递机制看起来比较复杂，涉及到了消息队列的应用，这几乎是大型Web应用的架构层面才会用到的模式了。

如果只是单个的异步任务，用消息传递机制就有些过于麻烦了，为此，Android为我们提供了一个辅助类——AsyncTask。

AsyncTask类，可以理解为异步任务执行者；这个类的设计目的很明确，就是为了“执行一个较为耗时的异步任务（最多几秒钟），然后更新界面”。

1:使用AsyncTask

1）继承AsyncTask，定义子类，重写其中的几个方法：

AsyncTask需要重写5个方法，分别是：

1、onPreExecute方法：准备运行，该回调函数在任务被执行之后立即由UI线程调用，一般可以显示进度条。

2、doInBackground(Params ...)方法：正在后台运行，通常在这里执行耗时的后台计算，计算结果返回给函数，这里如果AsyncTask的第三个参数是Void的话不需要返回，这里不能更新UI，但是可以调用publishProgress(Progress ...)方法完成。

3、onProgressUpdate(Progress ...)方法：进度更新，UI线程在publishProgress(Progress ...)方法调用完成后被调用，一般动态显示一个进度。

4、onPostExecute(Result)方法：完成后台任务，会返回，这里可以进行些UI的操作，比如提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

5、onCancelled方法：取消任务，在调用AsyncTask的cancel()方法的时候调用。

class ViewContentTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {//三个范型分别对应下面doInBackground、onProgressUpdate、onPostExecute三个方法的参数类型
        @Override
        protected Boolean doInBackground(Void... voids) {
            return null;
        }  

        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
        }  

        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean b) {
            //操作UI组件
        }  

        @Override
        protected void onPreExecute() {
        }  

        @Override
        protected void onCancelled() {
        }
    }
  

2）创建异步任务实例，启动异步任务

ViewContentTask  task = new ViewContentTask();
task.execute();  

2:AsyncTask工作原理

当一个异步任务被执行时，要经历四步： 
    onPreExecute(),在UI线程中执行，它会在异步任务开始前执行，一般用来设置任务参数； 
    doInBackground, 最重要的方法，在子线程中执行（事实上，只有它在子线程中执行，其他方法都在UI线程中执行）。当onPreExecute结束后，本方法立刻执行，它用   来进行后台的耗时计算，异步任务的参数会被传给它，执行完成的结果会被送给第四步；执行途中，它还可以调用publishProgress 方法来通知UI线程当前执行的进度； 
    onProgressUpdate, 当publishProgress 被调用后，它在UI线程中执行，刷新任务进度，一般用来刷新进度条等UI部件； 
    onPostExecute, 当后台的异步任务完成后，它会在UI线程中被调用，并获取异步任务执行完成的结果。