Androidでの非同期処理の8つの方法

Java Android 開発

Androidでの非同期処理の8つの方法

この記事は自分の勉強のため以下リンクの日本語訳しました。
8 ways to do asynchronous processing in Android and counting https://android.jlelse.eu/8-ways-to-do-asynchronous-processing-in-android-and-counting-f634dc6fae4e

Androidには、非同期処理を行うためのAPIがいくつか用意されています。これらのAPIにJavaが提供するAPIを組み合わせて、非同期タスクを実行する方法は数多くあります。

JavaスレッドやAndroid AsyncTasksは、よく知られていて、あなたが望むことができるため、すべてのものに使用する傾向があります。ただし、すべてのAPIが同じではないため、要件に適したメソッドを選択すると、コードが安定して、よりクリーンで、読みやすく、直感的になります。

それで、Androidで非同期ジョブを実行する7つの方法に飛びついてみましょう。オプションは、最初にAndroid APIまたはJavaの一部としてソートされ、次にそれらが遭遇したり使用された頻度によってソートされます。

8つの方法

  • AsyncTask
  • IntentService
  • Loader
  • JobScheduler and GcmNetworkManager
  • CountDownTimer
  • Java Threads or Android HandlerThread
  • FutureTask
  • Java Timer / ScheduledThreadPoolExecutor

AsyncTask

おそらく最もよく知られている非同期APIのAsyncTaskは実装が簡単で、メインスレッドで結果を返します。 AsyncTaskにはいくつかの問題があります。たとえば、アクティビティやフラグメントのライフサイクルを認識していないため、アクティビティが破棄されたときにAsyncTasksの動作を処理するのはプログラマの責任です。つまり、長時間実行する操作に最適なオプションではなく、アプリがバックグラウンドにあり、アプリがAndroidによって終了された場合、バックグラウンド処理も終了します。

new AsyncTask<URL, Integer, Long>() {
  protected Long doInBackground(URL... urls) {
    int count = urls.length;
    long totalSize = 0;
    for (int i = 0; i < count; i++) {
      totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
      publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));
      // Escape early if cancel() is called
      if (isCancelled()) break;
    }
    return totalSize;
  }

  protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
    setProgressPercent(progress[0]);
  }

  protected void onPostExecute(Long result) {
    showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
  }
}.execute(url1, url2, url3);
// Modified Code from google Android API

IntentService

これは、Androidで長時間実行される処理のためのデファクトの選択です。 大きなファイルをアップロードまたはダウンロードするのがよい例です。ユーザーがアプリを終了してもアップロードとダウンロードが続行され、これらのタスクが実行されている間にユーザーがアプリを使用できないようにすることはできません。

public class RSSPullService extends IntentService {
  @Override
  protected void onHandleIntent(Intent workIntent) {
  // Gets data from the incoming Intent
  String dataString = workIntent.getDataString();
  ...
  // Do work here, based on the contents of dataString
  ...
  }
}

// AndroidManifest.xml
<application
  android:icon="@drawable/icon"
  android:label="@string/app_name">
  ...
  <!--
  Because android:exported is set to "false",
  the service is only available to this app.
  -->
  <service
  android:name=".RSSPullService"
  android:exported="false"/>
  ...
<application/>

Loader

ローダーは複雑なトピックですが、ローダーの単一の実装であれば、おそらくそれ自身のためにすべての投稿に値するでしょう。今のところ、ローダーがAndroid Honeycombに導入され、互換性ライブラリの一部であることを指摘する価値はあります。彼らは、フラグメントとアクティビティのライフサイクルを認識しており、ロードされたデータをキャッシュすることさえできます。

私は、AsyncTaskLoadersがAsyncTaskに内在する多くの問題を解決するので、AsyncTaskLoadersに注意を向けたいと思います。Android Design Patternsにはローダーに関するすばらしい記事があります。ローダーの詳細を理解するために読むことをお勧めします。 https://www.androiddesignpatterns.com/2012/08/implementing-loaders.html

JobScheduler と GcmNetworkManager

私がこれら2つを一緒に束ねている理由は、効果的に似ているからです。JobSchedulerはAPI 21でリリースされましたが、まだGoogleから公式の互換性のバージョンはありません(Evan TatarkaはJobSchedulerCompatを無効にしています)。しかし、Google Play 7.5の一部としてバンドルされているGcmNetworkManagerは、似たようなものですが、特にネットワーク操作用です。

JobSchedulerの使用は少し複雑です。幸いなことに、GoogleのJobSchedulerの使い方のサンプルがあります。効果的には、サービスを作成し、JobInfo.Builderを使用してジョブを作成する必要があります。これは、サービスの実行基準を指定します。計測されていないネットワーク上にある場合や、アプリが充電中の場合などです。これらの条件が満たされるとすぐにコードが実行されるという保証や実行の順序は保証されません。以下は、Googleのコードからジョブをスケジュールする方法の抜粋です。

JobInfo.Builder builder = new JobInfo.Builder(kJobId++, mServiceComponent);
String delay = mDelayEditText.getText().toString();
if (delay != null && !TextUtils.isEmpty(delay)) {
  builder.setMinimumLatency(Long.valueOf(delay) * 1000);
}
String deadline = mDeadlineEditText.getText().toString();
if (deadline != null && !TextUtils.isEmpty(deadline)) {
  builder.setOverrideDeadline(Long.valueOf(deadline) * 1000);
}
boolean requiresUnmetered = mWiFiConnectivityRadioButton.isChecked();
boolean requiresAnyConnectivity = mAnyConnectivityRadioButton.isChecked();
if (requiresUnmetered) {
  builder.setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED);
} else if (requiresAnyConnectivity) {
  builder.setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_ANY);
}
builder.setRequiresDeviceIdle(mRequiresIdleCheckbox.isChecked());
builder.setRequiresCharging(mRequiresChargingCheckBox.isChecked());
mTestService.scheduleJob(builder.build());

// CANCEL JOBS
JobScheduler tm = (JobScheduler) getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
tm.cancelAll();

GcmNetworkManagerページで、その使用方法のコード例を見ていきます。
https://developers.google.com/android/reference/com/google/android/gms/gcm/GcmNetworkManager

一般的な概念は、特定の基準が満たされたときにサービスを実行するようスケジュールする必要がある場合に似ています。
スケジュールされたタスクはワンオフまたは定期的にすることができます。
https://developers.google.com/cloud-messaging/network-manager#schedule_tasks

カウントダウンタイマー

これが何のために使われているかを推測する賞はありません。これは非常に使いやすいですが、コンテキストに依存しますので、アクティビティやフラグメントを終了する場合は、キャンセルすることでこれをクリーンアップする必要があります。明確にするために、CountDownTimerについては非同期的なものはありません。あなたがそれを見たらそれはHandlerに遅延メッセージを投稿するだけです。つまり、起動したスレッドでonTick()とonFinish()が実行され、CountDownTimerを実行しているスレッドで実行され、UIの更新を実行できます。このため、ToTick()やonFinish()で重い操作をしないことも重要です。CountDownTimerがリストに含まれている理由は、このクラスを使用しても、CountDownTimerがメインスレッドから初期化されても、ユーザーがアプリを使用できないようにすることができず、効果的に非同期効果が得られるからです。また、更新間隔が小さく、処理に時間がかかる場合は、バックプレッシャーの問題が発生し、実行スレッドがブロックされる可能性があります。

new CountDownTimer() {
  @Override
  public void onFinish() {
  }
  @Override
  public void onTick(long millisUntilFinished) {
  }
}.start();

JavaスレッドまたはAndroid HandlerThread

Javaスレッドは実装するのがかなり簡単です。ただし、Androidではこれを避けるのが最善です。私はそれらがすべての種類のインスタンスで使用されているのを見てきましたが、Androidは実際にはバックグラウンドスレッドでUIアップデートを許可していないため、制限しています。より良いオプションは、AsyncTaskを使用することです。

new Thread(new Runnable(){
  public void run() {
    // do something here
  }
}).start();

Android HandlerThreadは、バックグラウンドスレッドのメッセージを処理するために使用できます。メッセージ処理は処理ではなくリダイレ​​クトを行う傾向があるため、これはかなり制限されていますが、バックグラウンドスレッドでいくつかのタスクを実行する方法を提供しています。使用可能なのは、バックグラウンドスレッドでサービスを実行することです。

public class TickTockService extends Service {
  public void onCreate() {
    // Start up the thread running the service. Note that we create a
    // separate thread because the service normally runs in the process's
    // main thread, which we don't want to block. We also make it
    // background priority so CPU-intensive work will not disrupt our UI.
    mThread = new HandlerThread("ServiceArguments",
    Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    mThread.start();
    // Get the HandlerThread's Looper and use it for our Handler
    mServiceLooper = mThread.getLooper();
    mServiceHandler = new Handler(mServiceLooper);
  }
}

FutureTask

FutureTaskは非同期処理を実行しますが、結果がまだ準備できていないか処理が完了していない場合は、get()を呼び出すとスレッドがブロックされます。

驚いたことに私はこれを数回使用しました。場合によっては、Google Volleyでリクエストをブロックする方法があります。以下は、これを行う方法の例です。これを行う場合は、UIスレッドをブロックしていないことを確認してください。

RequestFuture<JSONObject> future = RequestFuture.newFuture();
JsonObjectRequest request = new JsonObjectRequest(URL, null, future, future);
requestQueue.add(request);

それは常にあなたがを使用することをブロックします。 future.get(30、TimeUnit.SECONDS) その時間が過ぎると、無期限に待つのではなくタイムアウト例外がスローされます

try {
  JSONObject response = future.get(); // this will block (forever)
} catch (InterruptedException e) {
  // exception handling
} catch (ExecutionException e) {
  // exception handling
}

Java Timer / ScheduledThreadPoolExecutor

Java Timerを使って5秒後に何かをする例 これらは、バックグラウンドスレッドでいくつかの処理をスケジュールするために使用できます。Androidで同じことを処理する他の方法がありますが、postDelayedまたはHandler with HandMessageDelayed()を使用してHandlerを使用し、上のようにバックグラウンドスレッドでハンドラを実行できます。また、このAPIはAndroidのライフサイクルを認識していないため、アクティビティ、フラグメント、またはビューへのハードリファレンスは、メモリリークの可能性があります。

Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask(){
  public void run() {
    // time ran out.
    timer.cancel();
  }
}, 5000);

From Java API

特定の遅延の後に実行するコマンド、または定期的に実行するコマンドをさらにスケジュールできるThreadPoolExecutor。このクラスは、複数のワーカースレッドが必要な場合、または(このクラスが拡張する)ThreadPoolExecutorの追加の柔軟性や機能が必要な場合に、Timerよりも優れています。遅延されたタスクは、有効にされるよりも早く実行されますが、有効にされた後に開始されるリアルタイムの保証はありません。まったく同じ実行時間にスケジューリングされたタスクは、先入れ先出し(FIFO)の提出順で有効になります。

public class CustomScheduledExecutor extends ScheduledThreadPoolExecutor {
   static class CustomTask<V> implements RunnableScheduledFuture<V> { ... }
   protected <V> RunnableScheduledFuture<V> decorateTask(
                Runnable r, RunnableScheduledFuture<V> task) {
       return new CustomTask<V>(r, task);
   }
   protected <V> RunnableScheduledFuture<V> decorateTask(
                Callable<V> c, RunnableScheduledFuture<V> task) {
       return new CustomTask<V>(c, task);
   }
   // ... add constructors, etc.
 }
// Code from Java API

ScheduledThreadPoolExecutorは、TimerやJava Threadsと同じようにAndroidで多くの問題を抱えています。UIを更新する必要がある場合は、メッセージをUIスレッドに投稿するか、リスナーを渡すためにハンドラを使用する必要があります。ScheduledThreadPoolExecutorはJavaの一部であり、ActivityまたはFragmentのライフサイクルを認識していないため、メモリリークを防ぐためにListenerを手動でクリーンアップまたは置き換える必要があります。

まとめ

Androidで非同期処理するとき - UIを反映するなら AsyncTask - 長時間通信してアプリ終了しても実行させたいなら IntentService - 処理データをキャッシュしたいなら Loader - API21以降でで条件付きで実行するなら JobScheduler - 遅延付きでUIを更新したいなら CountDownTimer

JavaのThreadは使うな、UIが更新できない、ASyncTaskを使え

FutureTaskはUIスレッドをブロックするから使わない方が良い