移动开发iOS&Android对比学习--异步处理

在移动开发里很多时候需要用到异步处理。Android的主线程如果等待超过一定时间的时候直接出现ANR（对不熟悉Android的朋友这里需要解释一下什么叫ANR。ANR就是Application Not Responding，应用无响应的意思。系统在应用一段时间无响应的时候会弹出这个对话框。用户可以选择继续等待或者强制关闭）。这些还是次要的，最主要的还是心急的用户。让用户长时间等待是得罪他们的最好办法！

Android有一个很简单的办法实现异步处理：AnsyncTask。使用的时候你需要继承一个基类

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>

对java不熟的同学这里需要说明，尖括号里的是类型参数。这是java的一个语法，泛型。这三个参数分别指定的是输入参数的类型、任务执行进度值的类型和任务执行结果的类型。并不是所有的类型都被使用，不用的时候指定为void类型。

最简单的使用就是继承这个类以后Override方法doInBackground(Params... params)。使用的时候实例化你的AsyncTask实现，调用execute(Params... params)方法就开启了异步操作。例如：

布局代码：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <Button
        android:id="@+id/executeButton"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text=" Start "/>
    <ScrollView
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content">
        <TextView
            android:id="@+id/textView"
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="wrap_content"/>
    </ScrollView> 

</LinearLayout>

java代码：

import android.app.Activity;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

public class AsyncTaskDemo extends Activity {

    private Button executeButton;
    private TextView textView; 

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_demo);

        executeButton = (Button)findViewById(R.id.executeButton);
        textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);

        executeButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View v) {
                Log.i("-task-","Task started.");
                new MyAsyncTask().execute(" on click");
            }
        });
    }

    class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String>{

        @Override
        public String doInBackground(String... params){
            Log.i("-task-","doInBackground is called" + params[0]);
            try {
                // 线程暂停2秒模拟后台任务
                Thread.sleep(2000);
            } catch (Exception e) {
                return "";
            }
            return "Hello World from AsyncTask";
        }

        // 在doInBackground方法执行之后调用这个方法
        public void onPostExecute(String result){
            Log.i("-task-", "doPostExecute is called");
            textView.setText(result);
        }
    }
}

运行效果：

看到这里读者应该明白，doInBackground方法就是在后台执行的那个异步的方法。

但是AsyncTask的妙处不至于此。大家都知道，在UI线程意外不可以更新UI组件。如果后台线程执行完后一定要通知UI线程，由UI线程根据后台线程的执行结果更新UI组件。AsyncTask的妙处就在于，在它的实现中实现某些方法就可以直接更新UI。当然这些方法是在UI线程中的。这些方法有：

1. onPreExecute() 在execute方法调用后立即执行，在doInBackground执行前执行。相当于在后台操作开始前做一些准备工作。
2. doInBackground(Params... params) 在onPreExecute之后执行，处理需要在后台操作的任务。在其中可以通过publishProgress(Progress... values)通知UI线程更新进度。
3. onProgressUpdate(Progress... values)在调用publishProgress后此方法执行。将进度更新到UI组件上。
4. onPostExecute(Result result) 在doInBackground执行结束之后，后台执行结果作为参数传入这个方法并根据这个结果更新UI组件。
5. onCancelled() 取消后台操作的时候调用方法cancel(boolean endTaskDuringExecuting)，这个时候onCancelled方法会被调用。同事，isCancelled()方法返回true。在后台任务的执行中需要检查是否已经被取消，尤其是循环中。这样可以保证后台任务可以尽快退出。

下面就依据上面所说更新代码了：

layout：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <Button
        android:id="@+id/executeButton"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text=" Start "/>
    <Button
        android:id="@+id/cancelButton"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:enabled="false"
        android:text=" cancel "/>
    <ProgressBar
        android:id="@+id/progressBar"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:progress="0"
        android:max="100"
        style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/>
    <ScrollView
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content">
        <TextView
            android:id="@+id/textView"
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="wrap_content"/>
    </ScrollView> 

</LinearLayout>

java:

public class AsyncTaskDemo extends Activity {

    private Button executeButton;
    private Button cancelButton;
    private TextView textView;
    private ProgressBar progressBar;

    private MyAsyncTask myAsyncTask;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_demo);

        executeButton = (Button)findViewById(R.id.executeButton);
        cancelButton = (Button)findViewById(R.id.cancelButton);
        textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
        progressBar = (ProgressBar)findViewById(R.id.progressBar);

        executeButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View v) {
                Log.i("-task-","Task started.");

                // 每次开始的时候必须初始化一次。
                myAsyncTask = new MyAsyncTask();
                myAsyncTask.execute(" on click");

                cancelButton.setEnabled(true);
                executeButton.setEnabled(false);
            }
        });

        cancelButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                Log.i("-task", "Task cancelled");

                // 取消任务
                myAsyncTask.cancel(true);
            }
        });
    }

    class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String>{

        @Override
        protected void onPreExecute() {
            Log.i("-task-", "onPreExecute is called");
            textView.setText("Mission is about to start dude...");
        }

        @Override
        public String doInBackground(String... params){
            Log.i("-task-","doInBackground is called" + params[0]);

            if (isCancelled()) {
                return "cancelled";
            }
            try {
                // 开始进度是0.
                publishProgress(0);
                Thread.sleep(2000);
                publishProgress(30);

                // 如果有循环的话需要在循环中每次都检查是否任务已经被取消。
                if (isCancelled()) {
                    return "cancelled";
                }

                // 线程暂停2秒模拟后台任务
                Thread.sleep(2000);
                publishProgress(100);
            } catch (Exception e) {
                return "";
            }
            return "Hello World from AsyncTask";
        }

        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer...progresses){
            Log.i("-task-", "onProgressUpdate is called");

            progressBar.setProgress(progresses[0]);
            textView.setText(progresses[0] + "% is handled...");
        }

        // 在doInBackground方法执行之后调用这个方法
        @Override
        protected void onPostExecute(String result){
            Log.i("-task-", "doPostExecute is called");
            textView.setText(result);

            executeButton.setEnabled(true);
            cancelButton.setEnabled(false);
        }

        @Override
        protected void onCancelled(){
            Log.i("-task-", "onCancelled is called");

            progressBar.setProgress(0);
            textView.setText("Cancelled");

            executeButton.setEnabled(true);
            cancelButton.setEnabled(false);
        }
    }
}

执行结果：

1. 没有取消的

2. 取消了的

这里有一点需要注意。AsyncTask对象，一个只跑一次任务！所以，这里你可以看到，每次在执行一个后台任务的时候都要初始化一次。从这里看到，AsyncTask非常好用。只要把后台任务放到doInBackground方法里，其他的在UI线程上执行的只要按照需要放在其他的方法中就可以了。简直是随用随调，方便已用。

在iOS里最方便的就是GCD了。GCD，Grand Central Dispatch。是OSX10.6 iOS4.0引入的，是一套新的编写并行程序的方法，是基于c开发的开源框架。GCD的便携很大程度上依赖于block。block就类似于lambda表达式。所以GCD的写法非常简单。GCD的异步操作是基于线程的，只不过是有GCD去管理这些线程，以发挥多核心CPU的优势。开发者就不用花时间在具体的线程管理的细节上。

block的例子：

void (^blockDemo)(void) = ^{
      // do something here...
}

关于block更详细的知识，请到这里自行补脑。

如果说block是异步任务的子弹的话，那么那把枪就是dispatch queue。dispatch queue可以是串行执行的也可以是并行执行的。串行dispatch queue按照先进先出的顺序执行任务，并行的dispatch queue只是按照这样的方式开始任务，至于具体的执行顺序会随具体的执行条件变化。

GCD包括三中queue：

1. Main queue：系统定义，用dispatch_get_main_queue获取。提交到这个queue的任务会在UI线程中执行。
2. Global queue：系统定义，用dispatch_get_global_queue获取。global queue就是并行queue，一共有四种优先级。
3. Private queue：用 dispatch_queue_create创建。默认为串行执行。可以用DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT指定为并行队列（只在iOS5或以后的系统中有效）。

下面通过代码展示使用GCD实现异步操作有多简单：

// 创建一个private queue
dispatch_queue_t myBackgroundQueue;
myBackgroundQueue = dispatch_queue_create("com.company.subsystem.task", NULL);

// 异步处理
// Dispatch a private queue
dispatch_async(myBackgroundQueue, ^(void) {
    // do some time consuming things here
});

// Release queue。iOS6以后系统自动管理内存。
dispatch_release(myBackgroundQueue);

// 获取global queue
dispatch_queue_t myGlobalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, );

// 异步操作
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, )
, ^(void) {
    // do some time consuming things here
});

只要给你的queue dispatch_async一个任务（block）就可以。

由此可见，用dispatch queue实现异步比Android的AsyncTask简单了很多。只需要简单的几句话就可以实现。不用实现抽象类什么的繁琐操作。当你调用dipatch_async后，代码立即返回分发出去的任务由系统分配资源在后台异步执行。

参考上面Android的例子，在dispatch queue执行的过程中要更新异步任务执行进度怎么办呢，要在界面上现实执行了百分之多少，progress bar要现实对应的进度怎么办呢？UI组件的更新需要在UI线程中执行。这个时候就需要用到上面说的main queue了。我们上面已经说过使用dispatch_get_main_queue方法来获取main queue也就是UI线程的queue。下面通过一个简单的例子说明在dispatch queue异步操作中如何更新UI组件。

dispatch_async(myBackgroundQueue, ^(void) {

// 异步操作在这里。。。

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

        // 操作UI组件等。。。
    });
});

另外需要说明一点：如果一个变量需要在queue中操作，准确的说是在block中操作的话，需要有一个特别的声明：在常用的声明前加__block。

那么上面在Android中示例用ObjC的GCD该如何实现呢？下面给出答案。

界面布局：

头文件代码：

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface CMRootViewController : UIViewController{
@private
    __block BOOL _cancelTask;
}

@property (assign, nonatomic, readonly) __block BOOL cancelled;
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t taskQueue;

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIProgressView *progressBar;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *progressLabel;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *startButton;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *cancelButton;

- (IBAction)startAction:(id)sender;
- (IBAction)cancelAction:(id)sender;

@end

源文件：

#import "CMRootViewController.h"

@implementation CMRootViewController

- (id)initWithNibName:(NSString *)nibNameOrNil bundle:(NSBundle *)nibBundleOrNil
{
    self = [super initWithNibName:nibNameOrNil bundle:nibBundleOrNil];
    if (self) {
        // 初始化线程
        self.taskQueue = dispatch_queue_create("com.queue.demo", NULL);
        _cancelTask = NO;
        _cancelled = NO;

    }
    return self;
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"Queue Demo";
    self.progressBar.progress = .0f;
    self.progressLabel.text = @"0%";
}

- (IBAction)startAction:(id)sender {
    NSLog(@"Start button is clicked.");

    _startButton.enabled = NO;
    _cancelButton.enabled = YES;
    _cancelled = NO;
    _cancelTask = NO;

    // 这里用sleep方法暂停线程，代表那些费时的操作。
    // 在任务执行的过程中check是否已经取消了操作，尤其在循环里。这样可以尽快停止后台操作
    dispatch_async(self.taskQueue, ^{
        if (_cancelTask) {
            NSLog(@"Task cancelled");
            _cancelButton.enabled = NO;
            _startButton.enabled = YES;
            _cancelled = YES;
            return;
        }
        sleep();
        NSLog(@"Task: 10%% is completed.");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.progressBar.progress = .1f;
            self.progressLabel.text = @"10%";
        });

        if (_cancelTask) {
            NSLog(@"Task cancelled");
            _cancelButton.enabled = NO;
            _startButton.enabled = YES;
            _cancelled = YES;
            return;
        }
        sleep();
        NSLog(@"Task: 60%% is completed.");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.progressBar.progress = .6f;
            self.progressLabel.text = @"60%";
        });

        if (_cancelTask) {
            NSLog(@"Task cancelled");
            _cancelButton.enabled = NO;
            _startButton.enabled = YES;
            _cancelled = YES;
            return;
        }
        sleep();
        NSLog(@"Task: 80%% is completed.");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.progressBar.progress = .8f;
            self.progressLabel.text = @"80%";
        });

        if (_cancelTask) {
            NSLog(@"Task cancelled");
            _cancelButton.enabled = NO;
            _startButton.enabled = YES;
            _cancelled = YES;
            return;
        }
        sleep();
        NSLog(@"Task: 100%% is completed.");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.progressBar.progress = .f;
            self.progressLabel.text = @"100%";
        });

    });
}

- (IBAction)cancelAction:(id)sender {
    NSLog(@"Cancel button is clicked.");
    _cancelTask = YES;

    _startButton.enabled = YES;
    _cancelButton.enabled = NO;
}

@end

Android和iOS对比着学习可以对这两个平台的各种技术留下深刻的印象。毕竟都是移动平台，大多数的语言之外的东西有很多东西都是想通的。Android有着广大的用户群体，而且在不断的进步。所以不必把两个平台完全独立或者对立起来。对于开发者来说得到实惠才是最重要的！