前言
想要创建运行流畅、响应迅速的应用程序，一个好的方式是在主UI线程中尽可能的少做写工作。一个有可能运行很长时间的任务有可能会阻塞整个应用程序，所以它应该在一个单独的线程中运行。经典的例子就是涉及到网络的操作，这些操作有可能会产生不可预测的延迟。用户可能会容忍一些延迟，特别是你能够提供一些提示来告诉他们后台正在运行任务，但是如果只是呆板的僵在那里，用户就不知道应用程序正在做什么。
在本文中，我们将采用这个模式创建一个简单的图片下载应用。我们将会在一个ListView中显示从网络上下载下来的缩略图。在实际运用中，创建一个异步的后台下载任务能够让你的应用程序保持流畅。
图片下载
从网络上下载图片相对来说比较简单，使用系统框架提供的HTTP相关的类就可以了。下面是一个简单的例子：
static Bitmap downloadBitmap(String url) {
final AndroidHttpClient client = AndroidHttpClient.newInstance("Android");
final HttpGet getRequest = new HttpGet(url);
try {
HttpResponse response = client.execute(getRequest);
final int statusCode = response.getStatusLine().getStatusCode();
if (statusCode != HttpStatus.SC_OK) {
Log.w("ImageDownloader", "Error " + statusCode + " while retrieving bitmap from " + url);
return null;
}
final HttpEntity entity = response.getEntity();
if (entity != null) {
InputStream inputStream = null;
try {
inputStream = entity.getContent();
final Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream);
return bitmap;
} finally {
if (inputStream != null) {
inputStream.close();
}
entity.consumeContent();
}
}
} catch (Exception e) {
// Could provide a more explicit error message for IOException or IllegalStateException
getRequest.abort();
Log.w("ImageDownloader", "Error while retrieving bitmap from " + url, e.toString());
} finally {
if (client != null) {
client.close();
}
}
return null;
}
首先创建client和HTTP request，如果请求成功，那么得到的响应实体中就会包含图片，你可以调用BitmapFactory.decodeStream方法来得到Bitmap。但是首先你必须在manifest文件中添加<uses-permissionandroid:name="android.permission.INTERNET" />从而使你的应用程序能够访问网络资源。
提示：老版本的BitmapFactory.decodeStream方法中的一个Bug可能会阻止它在慢速连接网络中工作。我们可以编写一个FlushedInputStream(inputStream)替代类来解决这个问题。下面是一个例子：
static class FlushedInputStream extends FilterInputStream {
public FlushedInputStream(InputStream inputStream) {
super(inputStream);
}
@Override
public long skip(long n) throws IOException {
long totalBytesSkipped = 0L;
while (totalBytesSkipped < n) {
long bytesSkipped = in.skip(n - totalBytesSkipped);
if (bytesSkipped == 0L) {
int byte = read();
if (byte < 0) {
break; // we reached EOF
} else {
bytesSkipped = 1; // we read one byte
}
}
totalBytesSkipped += bytesSkipped;
}
return totalBytesSkipped;
}
}
上面的类保证了skip()方法跳过了所有得到的字节，一直到我们读取到了文件的末尾。
如果你直接在ListAdapter的getView中是用上面的文件下载方法，那么当你拖动列表时就会很慢，因为图片在显示时要等待文件下载完成，这影响了程序的流畅运行。
事实上，在最新版本的Android框架中AndroidHttpClient类是不允许在主线程中运行的，如果你直接运行上面的代码，你会得到”This threadforbids HTTP requests”错误信息。
引入异步任务
Android框架提供的AsyncTask类是能够让你创建多线程任务的最简单的方法之一。下面我们创建一个类ImageDownloader，用来管理图片下载任务。它提供一个下载方法，把从网络上下载的图片显示到ImageView上。
public class ImageDownloader {
public void download(String url, ImageView imageView) {
BitmapDownloaderTask task = new BitmapDownloaderTask(imageView);
task.execute(url);
}
}
/* BitmapDownloaderTask类的实现请参照下面的代码*/
}
BitmapDownloaderTask是一个继承AsyncTask的异步类，用来下载图片。这个类用execute方法来启动，在完成后会立刻返回。因为它的主要目的是在UI主线程中被调用，因此运行的特别快（Itis started using execute, which returns immediately hence making this method really fast which is the whole purpose since it will be called from the UIthread.）。下面是一个例子：
class BitmapDownloaderTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {
private String url;
private final WeakReference<ImageView> imageViewReference;
public BitmapDownloaderTask(ImageView imageView) {
imageViewReference = new WeakReference<ImageView>(imageView);
}
@Override
// Actual download method, run in the task thread
protected Bitmap doInBackground(String... params) {
// params comes from the execute() call: params[0] is the url.
return downloadBitmap(params[0]);
}
@Override
// Once the image is downloaded, associates it to the imageView
protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
if (isCancelled()) {
bitmap = null;
}
if (imageViewReference != null) {
ImageView imageView = imageViewReference.get();
if (imageView != null) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
}
}
}
doInBackground是实际执行的方法，它在自己的线程中运行并使用了在本文开始时实现的downloadBitmap的方法。
当任务完成后，UI主线程会调用onPostExecute方法。它将结果Bitmap作为参数传回，这个Bitmap将被显示到存储在BitmapDownloaderTask类中的imageView中（这个imageView是在建立BitmapDownloaderTask任务时作为参数传入的）。请注意这个ImageView被存储为WeakReference，所以后台的下载任务不能保证它不被系统的垃圾回收机制回收，因此我们在onPostExecute中使用imageView和WeakReference时都要检查它们是否为null。
这个简单的例子演示了如何使用AsyncTask，尝试一下你就会发现它明显改善了ListView在滚动时的性能。
但是，一个ListView特有的行为揭露我们上面这个类的一个问题。事实上，为了有效使用内存，在画面滚动时，ListView循环使用了他所显示的View对象。当一个ImageView对象显示在列表中后，它会被使用很多次。每次显示时这个ImageView都会触发对应的图片下载任务，而这个下载任务会改变它本身显示的内容。那么问题在哪里？在单线程的应用中，我们给定的key（本例中为url）是按照顺序来的，但是在多线程并发中程序中（正如本例中），我们不能够保证图片下载任务是按照顺序完成的。那么最终显示在列表中的图片可能并不是我们想象的那个，可能它只是恰好下载的时间比较长而已。如果这个图片你只使用一次的话，那么这并不是问题（比如你要把图片显示在一个单独的ImageView中）。但是在本例这样的列表中则不可以（想象一下再一个群聊的对话列表中，所有的人员的头像全部错位了……），下面让我们来解决这个问题。
处理并发
为了解决上述问题，我们需要记住下载的顺序，所以最后开始的那个任务就是我们要显示的那个。很明显为每个ImageView记住最后下载的那个就足够了。我们使用Drawable的一个子类来把这个扩展信息加入到ImageView中。当后台下载进程在进行中时，我们把这个类暂时绑定到ImageView上。下面是一个例子：
static class DownloadedDrawable extends ColorDrawable {
private final WeakReference<BitmapDownloaderTask> bitmapDownloaderTaskReference;
public DownloadedDrawable(BitmapDownloaderTask bitmapDownloaderTask) {
super(Color.BLACK);
bitmapDownloaderTaskReference =
new WeakReference<BitmapDownloaderTask>(bitmapDownloaderTask);
}
public BitmapDownloaderTask getBitmapDownloaderTask() {
return bitmapDownloaderTaskReference.get();
}
}
这个例子继承了类ColorDrawable，在图片下载中它会显示一个黑色的背景。你可以使用其它信息来代替它向用户提供更好的体验。再一次提醒使用WeakReference来减少对象的互相依赖。
下面让我们使用这个新的类来替换上面的类。首先下载方法会创建一个这个类的实例，然后把它与imageView绑定。
public void download(String url, ImageView imageView) {
if (cancelPotentialDownload(url, imageView)) {
BitmapDownloaderTask task = new BitmapDownloaderTask(imageView);
DownloadedDrawable downloadedDrawable = new DownloadedDrawable(task);
imageView.setImageDrawable(downloadedDrawable);
task.execute(url, cookie);
}
}
当imageView上一个新的下载任务开始时，cancelPotentialDownload方法会停止与它相关的其他下载任务。要注意的是这并不能保证最新的图片总是被显示，因为下载任务可能已经停止并且在等待它的onPostExecute方法执行。而onPostExecute方法仍然有可能在新的下载任务完成之后被执行。
private static boolean cancelPotentialDownload(String url, ImageView imageView) {
BitmapDownloaderTask bitmapDownloaderTask = getBitmapDownloaderTask(imageView);
if (bitmapDownloaderTask != null) {
String bitmapUrl = bitmapDownloaderTask.url;
if ((bitmapUrl == null) || (!bitmapUrl.equals(url))) {
bitmapDownloaderTask.cancel(true);
} else {
// The same URL is already being downloaded.
return false;
}
}
return true;
}
cancelPotentialDownload方法使用AsyncTask类的cancel方法来停止下载进程。在大多数情况下这个方法都会终止下载，返回true。但在当前下载进程中的url和最新请求的url一样的时候，我们会希望下载继续进行。注意下这个例子，如果一个ImageView被垃圾回收机制回收，它相关的下载并没有停止，而一个循环的监听器有可能会使用它。
下面是一个帮助类，它返回一个ImageView对应的下载任务：
private static BitmapDownloaderTask getBitmapDownloaderTask(ImageView imageView) {
if (imageView != null) {
Drawable drawable = imageView.getDrawable();
if (drawable instanceof DownloadedDrawable) {
DownloadedDrawable downloadedDrawable = (DownloadedDrawable)drawable;
return downloadedDrawable.getBitmapDownloaderTask();
}
}
return null;
}
最后，修改onPostExecute方法， 只有当ImageView仍然存在相关的下载进程时才绑定图片。
if (imageViewReference != null) {
ImageView imageView = imageViewReference.get();
BitmapDownloaderTask bitmapDownloaderTask = getBitmapDownloaderTask(imageView);
// Change bitmap only if this process is still associated with it
if (this == bitmapDownloaderTask) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
}
做过以上的修改后，ImageDownloader类基本上可以提供我们所期望的服务。你可以在你的应用程序中使用它类提高响应体验。