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2018年11月21日 星期三

Android APP 非同步下載圖片實作(背景服務)-APP開發教學

  此篇文章主要是示範教學如何開發Android APP時,利用背景服務來進行比較耗時的工作,使得使用者可以不會覺得APP停頓當掉的錯覺。

   背景服務程式(背景執行緒)主要在比較複雜的APP應用程式,它在執行運作時,例如從網路下載檔案、讀取後端資料庫的資料、讀取手機記憶卡的資料時,會需要較多時間,所以系統畫面沒辦法即時回應,甚至出現【應用程式沒有回應】的對話視窗,詢問使用者是否繼續等待或結束APP程式。

 

    而透過在背後另外建立自己的執行緒,去獨立執行比較耗時的工作任務,跟主畫面的執行緒沒有關聯,完全不會影響主畫面的更新與停頓狀態.

     這類性質的工作就適合利用 Android API 提供的 AyncTask 執行緒.

下面我在 res/laylout 設計一個簡單的APP主畫

繪圖

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:background="#607D8B">

<!-- 顯示圖片的元件 -->

<ImageView

android:id="@+id/imageview"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent" />

<!-- 開始下載圖片的按鈕元件 -->

<Button

android:id="@+id/download_btn"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignParentTop="true"

android:layout_margin="6sp"

android:onClick="clickDownLoadButton"

android:text="背後執行下載圖片"

android:textSize="24sp" />

<LinearLayout

android:id="@+id/op_panel"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_alignBottom="@id/imageview"

android:layout_centerInParent="true"

android:background="@drawable/operation_drawable"

android:orientation="horizontal"

android:padding="6sp"

android:visibility="invisible">

<!-- 顯示前一張圖片 -->

<ImageButton

android:id="@+id/previous"

android:layout_width="0dp"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_weight="1"

android:onClick="clickMoveButton"

android:src="@drawable/ic_keyboard_arrow_left_white_48dp" />

<!-- 顯示下一張圖片 -->

<ImageButton

android:id="@+id/next"

android:layout_width="0dp"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_weight="1"

android:onClick="clickMoveButton"

android:src="@drawable/ic_keyboard_arrow_right_white_48dp" />

</LinearLayout>

</RelativeLayout>



程式解說:

上面主要畫面配置檔,提供一個按鈕,可以下載7張圖片,並將下載的圖片依序可以輪流顯示每張圖片,每張圖片都是透過背後執行緒進行下載,檔執行任務完成後,在將 LinearLayout容器顯示出來,這個容器很簡單放入兩個 ImageButton ,用來切換上一

張與下一張圖片。

現在回到 Java 主程式,宣告一個繼承

AppCompatActivity 的類別,

public class AsyncTaskDemo extends AppCompatActivity {

private ImageView imageview;

private LinearLayout op_panel;

private Bitmap[] images;

// 目前畫面顯示的圖片編號

private int position = 0;

// 顯示下載進度用的進度對話框

private ProgressDialog progressDialog;




程式解說:

在上面主要宣告幾個欄位 Fields , 用來對應之前的配置畫面元件,還有 Bitmap[] 陣列,存放下載的圖片,以及一個進度用的是從 PrgressDialog。

然後重點在 Button 圖片下載的程式碼邏輯:

public void clickDownLoadButton(View view) {

// 這邊可以讓下載按鈕消失

findViewById(R.id.download_btn).setVisibility(View.INVISIBLE);

// 建立下載圖片的AsyncTask物件

final DownloadImageTask downloadImageTask = new DownloadImageTask();

// 顯示 進度對話框

progressDialog = new ProgressDialog(this);

progressDialog.setTitle("Download");

progressDialog.setMessage("Please wait for download...");

progressDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);

progressDialog.setProgress(0);

progressDialog.setCancelable(false);

// 加入取消工作的按鈕

progressDialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEGATIVE, "Cancel",

new DialogInterface.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

// 取消AsyncTask的工作,參數指定為true,表示取消正在執行的工作

// 呼叫這個方法的AsyncTask物件,在結束doInBackground方法後,

// 不會呼叫onPostExecute方法,改為呼叫onCancelled方法

downloadImageTask.cancel(true);

}

});

// 顯示進度對話框

progressDialog.show();

// 啟動AsyncTask物件

downloadImageTask.execute();

}



上面程式主要宣告一個 DownloadImageTask ,
這個程式主要是繼承了 AsyncTask 類別

// 呼叫這個物件的execute方法後就會執行這個方法

// 參數是AsyncTask泛型指定的第一個型態的陣列

@Override

protected Void doInBackground(Void... args) {

// 讀取陣列資源,下載的圖片名稱

Resources res = getResources();

String[] imageNames =

res.getStringArray(R.array.android_icons_array);

// 讀取儲存圖片的網路位置

String baseUrl = getString(R.string.base_url);

// 設定進度對話框的最大進度數量

progressDialog.setMax(imageNames.length);

for (int i = 0; i < imageNames.length; i++) {

// 判斷是否取消工作

if (isCancelled()) {

break;

}

// 下載圖片的完整網址

String url = baseUrl + imageNames[i];

// 從網際網路下載圖片

downloads.add(loadBitmap(url));

// 執行進度處理,參數會傳送給onProgressUpdate方法

publishProgress(i + 1);

}

// 如果已經下載圖片

if (downloads.size() > 0) {

// 建立儲存圖片的Bitmap陣列

images = new Bitmap[downloads.size()];

// 把List物件轉換為陣列

downloads.toArray(images);

}

return null;

}



  

// 執行進度處理,參數是AsyncTask泛型指定的第二個型態的陣列

// 在doInBackground方法中,呼叫publishProgress方法後,

// 就會執行這個方法並接收放在publishProgress方法中的參數

@Override

protected void onProgressUpdate(Integer... values) {

// 設定進度對話框的進度

progressDialog.setProgress(values[0]);

// 設定ImageView使用的ImageView物件

imageview.setImageBitmap(downloads.get(downloads.size() - 1));

}

// doInBackground方法結束後就會執行這個方法

// 參數是AsyncTask泛型指定的第三個型態的陣列

// 接收doInBackground方法的回傳值

@Override

protected void onPostExecute(Void result) {

// 結束進度對話框

progressDialog.dismiss();

// 設定ImageView使用的ImageView物件

imageview.setImageBitmap(images[0]);

// 顯示上下張圖片的操作按鈕

op_panel.setVisibility(View.VISIBLE);

}

// 呼叫cancel方法後執行這個方法

// 參數是AsyncTask泛型指定的第三個型態的陣列

// 接收doInBackground方法的回傳值

@Override

protected void onCancelled(Void result) {

if (images != null) {

// 設定ImageView使用的ImageView物件

imageview.setImageBitmap(images[0]);

// 顯示上下張圖片的操作按鈕

op_panel.setVisibility(View.VISIBLE);

}

}

完成上面所有程式,就完成一個非同步的下載圖片實作案例,這邊我是預期看這篇實作教學的本身對 Android 開發有一定的經驗,如果對於這篇教學有任何問題,可以寄發郵件向我詢問。

程式執行結果

繪圖2

繪圖3


  





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2017年9月5日 星期二

在非同步作業時,如何取消非同步任務(軟體開發、程式設計、軟件開發)

      在之前我寫過一篇關於用 Task 類別來撰寫非同步化作業(使用 Task 自行控制非同步任務作業),來利用多CPU、多核心處理器的優勢,這樣可以避免某些邏輯需要較長的時間去執行,而造成主界面程式停頓卡卡,讓使用者誤以為當機、或程式有問題,所以透過.Net 的 Task 任務,可以讓系統自行的調度限制可以用的執行緒(Thread)。

   既然有了 Task 任務類別的支援,可以讓我們輕易的撰寫多工、非同步作業的程式,讓長時間執行的程式透過另外一個執行緒(Thread)在背後執行,例如我常幫工廠或企業寫物料需求計算(MRP、MPS計算)、業績獎金計算、APS先進排程規劃,這些都是需要執行讀取大量的系統資料來進行運算,這就可以充分利用 ThradTask的技術再背後另外一個執行緒去執行,使用者,在前端主畫面還可以繼續執行其他作業,而不用只能等待程式執行完畢。
    不過我們也常常遇到常時間執行的程式,我們可以提供一個按鈕讓使用者去選擇【取消】背後執行的任務,那麼這篇技術文章我就是想講解,如何在.Net 平台取消非同步化作業的任務 ,.net 平台裡有個類別專門跟 Task 、Task<TResult> 類別搭配使用,使得完成取消非同步任務作業的執行,這個類別就是 CancellationTokenSource 類別

我在這邊一樣透過 Step By Step 來建立一個範例程式,來說明整個程式的撰寫技巧…


1.這邊我簡單為了好示範,我建立一個 Windows Form 視窗專案,命名為 CancellationTokenSource_Demo,如下圖:

繪圖

2.在 Form1 表單,我設計了一下畫面
繪圖2
在Form1表單,我為了示範,所以放置了2個 Label (分別顯示 輸入一個正整數、運算結果顯示),2個 Button 按鈕(分別為 進行運算、取消非同步任務),還有一個 ProgressBar (作用於非同步任務執行時,可以顯示進度條狀態)。

3.在 Form1.cs 的後端程式,是最重要的,我把程式標註註解,這樣大家就可以容易理解了。

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }


    /// <summary>
    /// 宣告一個 用於支援取消非同步任務的變數
    /// </summary>
    private CancellationTokenSource cts = null;


    private void btnCalc_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        //取得的正整數
        int currNum = 0;
        if (!int.TryParse(txtInputInt.Text, out currNum))
        {
            MessageBox.Show("必須輸入一個正整數數字!");
            return;
        }


        //清楚執行結果
        txtFinalResult.Clear();


        btnStartCalc.Enabled = false; //將【進行運算】按鈕啟用狀態取消
        btnCancel.Enabled = true; //將【取消非同步任務】按鈕啟用狀態啟用


        //用於顯示報告進度條的變數
        IProgress<int> progRpt = new Progress<int>((p) =>
        {
            this.progressBar1.Value = p;
        });


        //如果 CancellationTokenSource 物件變數不是為 null , 比較進行釋放(務必)
        if (cts != null)
         {
            cts.Dispose();
        }


        //實體化 CancellationTokenSource 物件
        cts = new CancellationTokenSource();


        //宣告一個任務變數
        Task<string> task = new Task<string>(() =>
        {
            BigInteger bint = new BigInteger(1d);
            double totalProgress = (double)currNum;


            //如果CancellationTokenSource 物件的 IsCancellationRequested 值為 true ,代表使用者已經將非同步任務進行取消
            for (int i = 1; i <= currNum && !cts.IsCancellationRequested; i++)
            {
                 bint *= i; //相乘
                double progressVal = Convert.ToDouble(i) / totalProgress * 100d;


                //顯示非同步任務執行的進度表
                progRpt.Report(Convert.ToInt32(progressVal));
            }


            //傳回執行結果
            return bint.ToString();


        }, cts.Token, TaskCreationOptions.LongRunning);

        //開始執行非同步任務
        task.Start();


        //等待任務操作完成,等待1秒
        while (!task.Wait(1000))
        {
            Application.DoEvents();
        }


        //顯示運算結果
        txtFinalResult.Text = task.Result;
        btnStartCalc.Enabled = true;
        btnCancel.Enabled = false;
    }


    private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e)
    {
         //使用者執行取消非同步任務
        if (cts != null)
        {
             cts.Cancel();
        }
    }
}


1
2
3

4

4.經過步驟3核心程式碼後,就可以編譯執行,執行結果畫面如下:
4-1.
執行運算中…
r1

4-2.
中途,我執行【取消非同步任務】按鈕
r2
完成上述這樣的示範,就可以撰寫讓使用者中途取消任務的執行。


參考文章
C#多工作業與平行處理技術講解
1.透過 Thread 類別撰寫多執行緒多工作業。
2.透過 Delegate 委託支援的方法,撰寫非同步任務。
3-1.透過 Parallel 類別操控多任務平行作業(一)。
3-2. 透過 Parallel 類別操控多任務平行作業(二)。
4.使用 Task 自行控制非同步任務作業。 
5.在非同步作業時,如何取消非同步任務。 
6.多執行緒多任務存取相同變數,但卻各自隔離保留各自任務的值。
7.非同步存取變數的問題。
8.非同步資源鎖定解決方式。





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