[Android] AsyncTask－耗時工作設計

2016-01-26

17752
0
Android

Android應用程式中若想設計網路連線的程式功能，除了Java原本就有的Thread、Executor等類別外，可使用AsyncTask類別

UI執行緒與耗時工作

應用程式在手機上執行時，主要負責與使用者互動，在執行並與使用者互動的過程，是以一個專屬的執行緒進行，這個執行緒稱為「UI thread」或「main thread」，如下圖，假設橫向箭頭是UI執行緒，從開始到應用程式結束，由同一個執行緒負責與使用者互動：

但如果應用程式中設計執行較耗費時間的工作，如網路連線、儲存大量資料，或必須等待回應的工作，在執行耗時工作的當下，若由UI thread負責處理工作的執行時，應用程式上的元件就無法與使用者互動。此時會發生元件不動的凍結狀態，稱之為「ANR，Application Not Response」應用程式無法回應。這類情形經常出在Android 2.3之前的應用程式設計，因此，Android系統後來硬性規定在UI thread中禁止撰寫如網路連線相關的程式碼，就是為了要避免這類問題發生，ANR的發生情境如下圖：

耗時工作處理－AsyncTask類別

在Android應用程式中若想設計網路連線的程式功能，除了Java原本就有的Thread、Executor等類別外，可使用AsyncTask類別，在字義上，Async是非同步「Asynchronized」的簡寫，它允許開發人員設計能在背景執行的工作，並提供方法能夠與UI thread溝通互動，適合進行較短時間（數秒）的耗時工作，它的運作如下圖：

上圖在執行過程中啟動一個AsyncTask進行耗時工作，而原本的UI thread（橫向箭頭）仍然在耗時工作執行過程中可以讓元件與使用者互動。

設計AsyncTask

1. 設計AsyncTask的子類別並訂定規範

設計一個類別並繼承android.os.AsyncTask，類別設計完成後才能使用，類別可以是內部類別（在某Activity內）或獨立的類別。通常使用AsyncTask是因為它能夠與UI元件互通，因此大都以內部類別方式設計，如下：

public class XX {
   class TestTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>{
      …
   }
}

使用extends語法繼承AsyncTask之後的Java一般化(Generic)語法必需定義這個類別的傳入值型態、更新進度資料型態與回傳值型態，如下：

AsyncTask<傳入值型態, 更新進度型態, 結果型態>

傳入值型態

代表本工作是否需要傳入資料，若需要，則要先定義資料的型態，此處只能使用參照資料型態，如Integer、String、Boolean等，若不需要任何傳入值可使用Void(大寫的V)類別。

更新進度型態

在背景工作執行過程中的更新（或回報）資料的型態，例如下載工作的進度可使用Integer(35%)或Float(52.3%)這類回報資料的型態，若不需要更新資料則使用Void類別。

結果（回傳）型態

背景工作完成後回傳的結果資料型態，例如下載工作完成後回傳檔名可使用String類別，或是回傳檔案的大小則使用Long類別，若不需要回傳資料則使用Void類別。

類別定義完成後，該類別內的方法中使用的傳入參數與回傳值還必須與類別義相符合，例如接下來必須實作的doInBackground方法。

2. 將工作寫在doInBackground方法中

AsyncTask是抽象類別，因此繼承它的子類別都必須實作其抽象方法，也就是唯一的doInBackground方法，字面上即是在背景工作的方法。實作方法只需要將游標停在類別定義行，按下「Alt+Enter」，如下圖：

如上圖的「Implement methods」實作方法，按下Enter後會出現方法選擇對話框，點擊實作doInBackground方法或選擇後按下Enter，如下圖：

Android Studio會自動在類別中實作方法，如下圖：

因為第33行定義了傳入值與回傳值都是Void，因此自動產生的doInBackground方法的規格也符合規範，開發人員可在此方法中設計耗時工作的程式碼。到目前為止，最簡單的AsyncTask設計完成了。而doInBackground方法的參數使用的是Java 1.5開始提供的陣列參數語法，在編譯時會轉換為陣列，第36行最後參數型態（與AsyncTask的傳入值型態配合）若是字串時，params[0]即代表陣列的第一個字串值，如下。

@Override
protected Void doInBackground(String… params){
	Log.d("PARAM", params[0]);
	…
}

3. 產生類別並呼叫execute()

接著可依照需求，在程式碼中呼叫TestTask內部類別的建構子產生物件，再呼叫execute()方法，即可產生另一個執行緒，並在背景執行doInBackground方法內的程式碼，如下：

new TestTask().execute();

如果後續需要再使用這個物件，也可以將物件儲存後再呼叫execute方法，如下：

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

因為TestTask已定義傳入值型態為Void，因此呼叫execute方法可以不用給予參數，若是有定義傳入值型態，則exectute方法內就應該給予值入值。

提示: 呼叫execute方法後，AsyncTask會自動執行必要的方法後自動執行doInBackground方法，而不是由開發人員直接去呼叫doInBackground方法，這樣不會以背景執行緒執行。

與UI thread互通的方法

一個AsyncTask的執行流程有四個階段，四個執行的方法分別是onPreExecute、doInBackground、onProgressUpdate與onPostExecute，除了doInBackground方法之外，AsyncTask類別定義了另外三個方法能夠與UI Thread或UI元件互動，依其用途說明如下：