Android 从零开始打造异步处理框架

转载请标明出处：http://www.cnblogs.com/zhaoyanjun/p/5995752.html
本文出自【赵彦军的博客】

概述

在Android中会使用异步任务来处理耗时操作，避免出现界面卡顿的问题，当然到目前为止可以使用的异步任务框架有很多，比如：

• 直接 new Thread()
• 用Android自带的AsyncTask
• 用RxJava
• 等等

今天我们就来自己尝试写一个异步任务处理框架，代码的设计思路参考AsyncTask

封装尝试

既然是异步的框架，那么肯定是在子线程中，所以第一步我们用自定义的ThreadTask继承Thread. 并且重写里面的run方法。

package com.zyj.app;

/**
 * Created by ${zyj} on 2016/10/17.
 */

public class ThreadTask extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        super.run();
    }
}

然后子线程需要把处理结果回调给主线程，我们需要定义3个方法：

• onStart 任务开始之前调用，运行在主线程。可以做显示进度条或者加载动画。
• onDoInBackground 异步任务执行，运行在子线程。可以做耗时操作。
• onResult 异步任务处理的结果，运行在主线程。

onDoInBackground这个方法是要在子类中实现的，所以要写成抽象的方法，那么ThreadTask类自然也要写成抽象类。同时这个方法会返回异步处理结果，这个结果的类型需要写成泛型，以便在子类中灵活运用。

package com.zyj.app;

import android.support.annotation.MainThread;
import android.support.annotation.WorkerThread;

/**
 * Created by ${zyj} on 2016/10/17.
 */

public abstract class ThreadTask<T> extends Thread  {

    @Override
    public void run() {
        super.run();
    }

    /**
     * 任务开始之前调用，运行在主线程
     */
    @MainThread
    public void onStart(){ }

    /**
     * 子线程中调用，运行在子线程
     * @return
     */
    @WorkerThread
    public abstract T onDoInBackground() ;

    /**
     * 子线程返回的结果，运行在主线程
     * @param t
     */
    @MainThread
    public void onResult( T t ){ }
}

另外子线程和主线程通信我们用的是Handler。Handler的初始化工作放在ThreadTask构造函数中完成。

    private Handler handler ;

    public ThreadTask(){
        handler = new Handler( Looper.getMainLooper()){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                //在这里接收子线程发过来的消息
            }
        } ;
    }

最后还需要一个execute() 方法启动线程。在启动的前一刻最好调用Onstart方法。

    /**
     * 开始执行
     */
    public void execute(){
        onStart();
        start();
    }

最后一个完整的ThreadTask类是这样的

package com.zyj.app;

import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.support.annotation.MainThread;
import android.support.annotation.WorkerThread;

/**
 * Created by ${zyj} on 2016/10/17.
 */

public abstract class ThreadTask<T> extends Thread  {

    private Handler handler ;

    public ThreadTask(){
        handler = new Handler( Looper.getMainLooper()){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                //在这里接收子线程发过来的消息
                onResult((T) msg.obj);
            }
        } ;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();

        Message message = Message.obtain() ;
        message.obj = onDoInBackground() ;
        handler.sendMessage( message ) ;
    }

    /**
     * 任务开始之前调用，运行在主线程
     */
    @MainThread
    public void onStart(){ }

    /**
     * 子线程中调用，运行在子线程
     * @return
     */
    @WorkerThread
    public abstract T onDoInBackground() ;

    /**
     * 子线程返回的结果，运行在主线程
     * @param t
     */
    @MainThread
    public void onResult( T t ){ }


    /**
     * 开始执行
     */
    public void execute(){
        onStart();
        start();
    }
}

如何使用我们写好的框架？

    new ThreadTask<String>(){

        @Override
        public void onStart() {
            super.onStart();
            Log.d( "ThreadTask " , "onStart线程：" + Thread.currentThread().getName() ) ;
        }

        @Override
        public String onDoInBackground() {
            Log.d( "ThreadTask " , "onDoInBackground线程： " + Thread.currentThread().getName() ) ;

            //模拟耗时操作
            try {
                Thread.sleep( 3000 );
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "结果返回了";
        }

        @Override
        public void onResult(String s) {
            super.onResult(s);
            Log.d( "ThreadTask " , "onResult线程： " + Thread.currentThread().getName()  + " 结果：" + s ) ;
        }
    }.execute();

运行的结果：

ThreadTask: onStart线程：main
ThreadTask: onDoInBackground线程： Thread-229
ThreadTask: onResult线程： main 结果：结果返回了

Handler优化

到目前为止我们的框架初步就封装好了，但是有没有缺点呢，肯定是有的。首先每次创建一个ThreadTask的时候都会创建一个Handler,这显然不是我们想看到的。

• 要保证Handler的实例的唯一性，可以用单例模式来获取Handler

    /**
     * 单例模式，保证handler只有一个实例
     * @return
     */
    private static Handler getHandler(){
        if ( handler == null ){
            synchronized ( MHandler.class ){
                if ( handler == null ){
                    handler= new MHandler( Looper.getMainLooper()) ;
                }
            }
        }
        return handler ;
    }

• MHandler是我们自定义的一个Handler类

    private static class MHandler extends Handler {

        public MHandler( Looper looper ){
            super( looper );
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //在这里接收子线程发过来的消息
            ResultData resultData = (ResultData) msg.obj;
            resultData.threadTask.onResult( resultData.data );
        }
    }

• ResultData是一个消息实体

  /**
     * handler发送数据的实体
     * @param <Data>
     */
    private static class ResultData<Data>{
        ThreadTask threadTask ;
        Data data ;
        public ResultData( ThreadTask threadTask  ,Data data  ){
            this.threadTask = threadTask ;
            this.data = data ;
        }
    }

• 一个完整的代码实例

package com.zyj.app;

import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.support.annotation.MainThread;
import android.support.annotation.WorkerThread;

/**
 * Created by ${zyj} on 2016/10/17.
 */

public abstract class ThreadTask<T> extends Thread  {

    private static Handler handler ;

    public ThreadTask(){
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        Message message = Message.obtain() ;
        message.obj = new ResultData<T>( this , onDoInBackground() ) ;
        getHandler().sendMessage( message ) ;
    }

    /**
     * 任务开始之前调用，运行在主线程
     */
    @MainThread
    public void onStart(){ }

    /**
     * 子线程中调用，运行在子线程
     * @return
     */
    @WorkerThread
    public abstract T onDoInBackground() ;

    /**
     * 子线程返回的结果，运行在主线程
     * @param t
     */
    @MainThread
    public void onResult( T t ){ }


    /**
     * 开始执行
     */
    public void execute(){
        onStart();
        start();
    }

    /**
     * 单例模式，保证handler只有一个实例
     * @return
     */
    private static Handler getHandler(){
        if ( handler == null ){
            synchronized ( MHandler.class ){
                if ( handler == null ){
                    handler= new MHandler( Looper.getMainLooper()) ;
                }
            }
        }
        return handler ;
    }

    private static class MHandler extends Handler {

        public MHandler( Looper looper ){
            super( looper );
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //在这里接收子线程发过来的消息
            ResultData resultData = (ResultData) msg.obj;
            resultData.threadTask.onResult( resultData.data );
        }
    }

    /**
     * handler发送数据的实体
     * @param <Data>
     */
    private static class ResultData<Data>{
        ThreadTask threadTask ;
        Data data ;
        public ResultData( ThreadTask threadTask  ,Data data  ){
            this.threadTask = threadTask ;
            this.data = data ;
        }
    }
}

到现在已经解决了Handler多次创建的问题，那么这个ThreadTask本质上还是新建线程来运行异步任务，为了避免不断的创建线程，所以还需要一个线程池。

线程优化

• 首选定义一个线程池，默认最大10个线程。

    /**
     * 线程池，创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
     */
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 15 ) ;

• 修改run()方法。

    private void run() {
        executorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message message = Message.obtain() ;
                message.obj = new ResultData<T>( ThreadTask.this , onDoInBackground() ) ;
                getHandler().sendMessage( message ) ;
            }
        });
    }

• execute() 方法

    /**
     * 开始执行
     */
    public void execute(){
        onStart();
        run();
    }

• 完整的代码实例

package com.zyj.app;

import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.support.annotation.MainThread;
import android.support.annotation.WorkerThread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * Created by ${zyj} on 2016/10/17.
 */

public abstract class ThreadTask<T>  {

    private static Handler handler ;

    /**
     * 线程池，创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
     */
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool( 15 ) ;

    public ThreadTask(){

    }

    private void run() {
        executorService.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Message message = Message.obtain() ;
                message.obj = new ResultData<T>( ThreadTask.this , onDoInBackground() ) ;
                getHandler().sendMessage( message ) ;
            }
        });
    }

    /**
     * 任务开始之前调用，运行在主线程
     */
    @MainThread
    public void onStart(){ }

    /**
     * 子线程中调用，运行在子线程
     * @return
     */
    @WorkerThread
    public abstract T onDoInBackground() ;

    /**
     * 子线程返回的结果，运行在主线程
     * @param t
     */
    @MainThread
    public void onResult( T t ){ }


    /**
     * 开始执行
     */
    public void execute(){
        onStart();
        run();
    }

    /**
     * 单例模式，保证handler只有一个实例
     * @return
     */
    private static Handler getHandler(){
        if ( handler == null ){
            synchronized ( MHandler.class ){
                if ( handler == null ){
                    handler= new MHandler( Looper.getMainLooper()) ;
                }
            }
        }
        return handler ;
    }

    private static class MHandler extends Handler {

        public MHandler( Looper looper ){
            super( looper );
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //在这里接收子线程发过来的消息
            ResultData resultData = (ResultData) msg.obj;
            resultData.threadTask.onResult( resultData.data );
        }
    }

    /**
     * handler发送数据的实体
     * @param <Data>
     */
    private static class ResultData<Data>{
        ThreadTask threadTask ;
        Data data ;
        public ResultData( ThreadTask threadTask  ,Data data  ){
            this.threadTask = threadTask ;
            this.data = data ;
        }
    }
}

框架使用

• 方式1

        new ThreadTask<String>(){

            @Override
            public String onDoInBackground() {
                return "我是线程";
            }
        }.execute();

• 方式2

    new MyTask().execute();
    
    class MyTask extends ThreadTask<String> {

        @Override
        public void onStart() {
            super.onStart();
        }

        @Override
        public String onDoInBackground() {
            try {
                //模拟耗时操作
                Thread.sleep( 2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "ThreadTask" ;
        }

        @Override
        public void onResult(String s) {
            super.onResult(s);
        }
    }

参考资料

【1】Android AsyncTask 深度理解、简单封装、任务队列分析、自定义线程池
【2】Android 自定义线程池的实战
【3】Java 单例模式
【4】Android Handler、Loop 的简单使用
【5】Android 更新UI的几种方式