在《Android异步处理二:使用AsyncTask异步更新UI界面》一文中,我们介绍了如何使用AsyncTask实现异步下载图片,并且更新图片到UI界面的方法。本篇我们将学习Framework层AsyncTask的实现原理。
概述:AsyncTask的本质是一个线程池,所有提交的异步任务都会在这个线程池中的工作线程内执行,当工作线程需要跟UI线程交互时,工作线程会通过向在UI线程创建的Handler(原理见:《Android异步处理三:Handler+Looper+MessageQueue深入详解》)传递消息的方式,调用相关的回调函数,从而实现UI界面的更新。
例子:
本章还是以《Android异步处理二:使用AsyncTask异步更新UI界面》中的例子说明AsyncTask的实现原理。
这个例子是在后台下载CSDN的LOGO,下载完成后在UI界面上显示出来。
AsyncTask.java
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package com.zhuozhuo;
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import org.apache.http.HttpResponse;
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import org.apache.http.client.HttpClient;
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import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
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import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
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import android.app.Activity;
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import android.graphics.Bitmap;
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import android.graphics.BitmapFactory;
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import android.os.AsyncTask;
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import android.os.Bundle;
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import android.view.View;
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import android.view.View.OnClickListener;
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import android.widget.Button;
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import android.widget.ImageView;
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import android.widget.ProgressBar;
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import android.widget.Toast;
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public class AsyncTaskActivity extends Activity {
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private ImageView mImageView;
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private Button mButton;
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private ProgressBar mProgressBar;
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@Override
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public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
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super.onCreate(savedInstanceState);
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setContentView(R.layout.main);
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mImageView= (ImageView) findViewById(R.id.imageView);
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mButton = (Button) findViewById(R.id.button);
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mProgressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);
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mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
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@Override
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public void onClick(View v) {
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GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();
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task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
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}
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});
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}
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class GetCSDNLogoTask extends AsyncTask<String,Integer,Bitmap> {//继承AsyncTask
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@Override
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protected Bitmap doInBackground(String... params) {//处理后台执行的任务,在后台线程执行
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publishProgress(0);//将会调用onProgressUpdate(Integer... progress)方法
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HttpClient hc = new DefaultHttpClient();
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publishProgress(30);
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HttpGet hg = new HttpGet(params[0]);//获取csdn的logo
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final Bitmap bm;
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try {
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HttpResponse hr = hc.execute(hg);
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bm = BitmapFactory.decodeStream(hr.getEntity().getContent());
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} catch (Exception e) {
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return null;
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}
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publishProgress(100);
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//mImageView.setImageBitmap(result); 不能在后台线程操作ui
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return bm;
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}
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protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {//在调用publishProgress之后被调用,在ui线程执行
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mProgressBar.setProgress(progress[0]);//更新进度条的进度
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}
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protected void onPostExecute(Bitmap result) {//后台任务执行完之后被调用,在ui线程执行
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if(result != null) {
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Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "成功获取图片", Toast.LENGTH_LONG).show();
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mImageView.setImageBitmap(result);
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}else {
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Toast.makeText(AsyncTaskActivity.this, "获取图片失败", Toast.LENGTH_LONG).show();
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}
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}
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protected void onPreExecute () {//在 doInBackground(Params...)之前被调用,在ui线程执行
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mImageView.setImageBitmap(null);
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mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
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}
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protected void onCancelled () {//在ui线程执行
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mProgressBar.setProgress(0);//进度条复位
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}
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}
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}
mainifest.xml
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
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<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
03
package="com.zhuozhuo"
04
android:versionCode="1"
05
android:versionName="1.0">
06
<uses-sdk android:minSdkVersion="10" />
07
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
08
<application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
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<activity android:name=".AsyncTaskActivity"
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android:label="@string/app_name">
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<intent-filter>
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<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
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<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
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</intent-filter>
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</activity>
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</application>
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</manifest>
分析:
在分析实现流程之前,我们先了解一下AsyncTask有哪些成员变量。
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private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程
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private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程
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private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒
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private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
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new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
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private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
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MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue,sThreadFactory);//线程池是静态变量,所有的异步任务都会放到这个线程池的工作线程内执行。
回到例子中,点击按钮之后会新建一个GetCSDNLogoTask对象:
1
GetCSDNLogoTask task = new GetCSDNLogoTask();
此时会调用父类AsyncTask的构造函数:
AsyncTask.java
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public AsyncTask() {
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mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
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public Result call() throws Exception {
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Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
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return doInBackground(mParams);
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}
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};
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mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
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@Override
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protected void done() {
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Message message;
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Result result = null;
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try {
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result = get();
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} catch (InterruptedException e) {
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android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
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} catch (ExecutionException e) {
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throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
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e.getCause());
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} catch (CancellationException e) {
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message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
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new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
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message.sendToTarget();//取消任务,发送MESSAGE_POST_CANCEL消息
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return;
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} catch (Throwable t) {
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throw new RuntimeException("An error occured while executing "
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+ "doInBackground()", t);
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}
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message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
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new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));//完成任务,发送MESSAGE_POST_RESULT消息并传递result对象
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message.sendToTarget();
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}
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};
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}
WorkerRunnable类实现了callable接口的call()方法,该函数会调用我们在AsyncTask子类中实现的doInBackground(mParams)方法,由此可见,WorkerRunnable封装了我们要执行的异步任务。FutureTask中的protected void done() {}方法实现了异步任务状态改变后的操作。当异步任务被取消,会向UI线程传递MESSAGE_POST_CANCEL消息,当任务成功执行,会向UI线程传递MESSAGE_POST_RESULT消息,并把执行结果传递到UI线程。
由此可知,AsyncTask在构造的时候已经定义好要异步执行的方法doInBackground(mParams)和任务状态变化后的操作(包括失败和成功)。
当创建完GetCSDNLogoTask对象后,执行
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task.execute("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif");
此时会调用AsyncTask的execute(Params...params)方法
AsyncTask.java
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public final AsyncTask<Params,Progress, Result> execute(Params... params) {
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if (mStatus != Status.PENDING) {
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switch (mStatus) {
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case RUNNING:
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throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
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+ " the taskis already running.");
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case FINISHED:
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throw newIllegalStateException("Cannot execute task:"
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+ " the taskhas already been executed "
10
+ "(a task canbe executed only once)");
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}
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}
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mStatus = Status.RUNNING;
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onPreExecute();//运行在ui线程,在提交任务到线程池之前执行
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mWorker.mParams = params;
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sExecutor.execute(mFuture);//提交任务到线程池
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return this;
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}
当任务正在执行或者已经完成,会抛出IllegalStateException,由此可知我们不能够重复调用execute(Params...params)方法。在提交任务到线程池之前,调用了onPreExecute()方法。然后才执行sExecutor.execute(mFuture)是任务提交到线程池。
前面我们说到,当任务的状态发生改变时(1、执行成功2、取消执行3、进度更新),工作线程会向UI线程的Handler传递消息。在《Android异步处理三:Handler+Looper+MessageQueue深入详解》一文中我们提到,Handler要处理其他线程传递过来的消息。在AsyncTask中,InternalHandler是在UI线程上创建的,它接收来自工作线程的消息,实现代码如下:
AsyncTask.java
01
private static class InternalHandler extends Handler {
02
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
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@Override
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public voidhandleMessage(Message msg) {
05
AsyncTaskResult result =(AsyncTaskResult) msg.obj;
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switch (msg.what) {
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caseMESSAGE_POST_RESULT:
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// There is onlyone result
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result.mTask.finish(result.mData[0]);//执行任务成功
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break;
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caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
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result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);//进度更新
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break;
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caseMESSAGE_POST_CANCEL:
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result.mTask.onCancelled();//取消任务
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break;
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}
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}
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}
当接收到消息之后,AsyncTask会调用自身相应的回调方法。
总结:
1、 AsyncTask的本质是一个静态的线程池,AsyncTask派生出的子类可以实现不同的异步任务,这些任务都是提交到静态的线程池中执行。
2、线程池中的工作线程执行doInBackground(mParams)方法执行异步任务
3、当任务状态改变之后,工作线程会向UI线程发送消息,AsyncTask内部的InternalHandler响应这些消息,并调用相关的回调函数