AsyncTask源码分析

Posted 2022-12-02 xuguoli_beyondboy

AsyncTask的使用介绍：

AsyncTask从Build.VERSION_CODES#HONEYCOMB 开始默认的执行方式是单个线程串行执行任务，而不是多个线程并发执行，如果要多个线程并发执行任务，可以调用executeOnExecutor()方法，并传入其自带的THREAD_POOL_EXECUTOR字段，该类异步操作适合较短的耗时操作，官方例子如下：

/**泛型分别是代表oInBackgroud(),onProgressUpdate(),onPostExecute()三个方法的参数类型*/
private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> 
    //一定要重写该方法，该方法在子线程执行耗时操作
     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;
     
    //在UI线程执行，以更新进度条
     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) 
         setProgressPercent(progress[0]);
     
    //doInBackground执行完后，结果会以参数形式传入，并调用其方法
     protected void onPostExecute(Long result) 
         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
     
 

AsyncTask的源码剖析：

AsyncTask的构造方法：

/**
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
     */    
    public AsyncTask() 
        //任务对象
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() 
            //AsyncTask对象调用execute()时候，实际会来到这里开始执行耗时任务
            public Result call() throws Exception 
                //任务被执行的标记，任务如果被执行,则为true
                mTaskInvoked.set(true);
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //执行耗时的后台任务
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            
        ;

        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) 
            //上面的mWorker对象的call()执行完时候会执行该方法
            @Override
            protected void done() 
                try 
                    //当任务没有被call方法执行时，也会调用postResult方法间接运行onPostExecute()方法
                    postResultIfNotInvoked(get());
                 catch (InterruptedException e) 
                    android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
                 catch (ExecutionException e) 
                    throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                 catch (CancellationException e) 
                    postResultIfNotInvoked(null);
                
            
        ;
    

从构造方法可以看出，每一个任务将会被封装成WorkerRunnable对象，然后再封装成FutureTask对象，那么WorkerRunnable对象又是什么呢？它是一个实现Callable的子类，代码如下：

 private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> 
         //传给doInBackgroud的参数值
        Params[] mParams;
    

关于FutureTask类是什么东西，可以参考下面我之前写过关于线程一篇博客，那里有讲到它的用法：
http://blog.csdn.net/xuguoli_beyondboy/article/details/44180003
AsyncTask.execute()的方法分析：

//一定要在主线程调用，并且默认是单个线程串行执行任务
 @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) 
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    

//调用execute()实际上在调用executeOnExecutor()方法，并且只能调用一次
@MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) 
            //判断任务是否执行过
        if (mStatus != Status.PENDING) 
            switch (mStatus) 
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                case FINISHED:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task has already been executed "
                            + "(a task can be executed only once)");
            
        

        mStatus = Status.RUNNING;
        //调用任务执行前的方法
        onPreExecute();
        //设置传给doInBackgroud的参数
        mWorker.mParams = params;
        //执行任务
        exec.execute(mFuture);
        return this;
    

从源码分析可以看出AsyncTask.execute()一定要在主线程执行并且只能执行一次，然后再通过调用exec.execute(mFuture) 执行任务，该方法一旦调用，会自动执行mFuture里面的WorkRunnable的call()方法，这就意味着doInBackgroud()方法也将在调用exec.execute(mFuture)方法后执行，而exec 是在由变量sDefaultExecutor传入，而sDefaultExecutor又是在初始时候赋值的，看下面源码分析：

//串行执行任务的执行器
 public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
//初始化线程执行器
 private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
 //获取CPU核数
    private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
    private static final int KEEP_ALIVE = 1;
    //线程工厂
    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() 
        //线程计数器
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

        public Thread newThread(Runnable r) 
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
        
    ;
  //任务队列
    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
//执行任务线程池
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
//自定义串行执行任务的执行器
private static class SerialExecutor implements Executor 
        //数组队列先来先执行
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;
         //执行任务
        public synchronized void execute(final Runnable r) 
            //入队
            mTasks.offer(new Runnable() 
                public void run() 
                //执行当前任务时，出现异常则会跳过去执行下一个任务
                    try 
                        r.run();
                     finally 
                        //去下一个任务
                        scheduleNext();
                    
                
            );
            //第一次执行该execute()的方法时，会执行这里
            if (mActive == null) 
                scheduleNext();
            
        
        /**同步执行下一个任务*/
        protected synchronized void scheduleNext() 
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) 
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            
        
    

从源码可以知道有两个细节问题，第一个就是任务是通过队列来管理的，这也说明默认AsyncTask执行任务方式是采用先进先出的方式来逐一执行的，第二个就是AsyncTask的所有任务实际上是由THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程池来执行的，然而其存储方式是链表阻塞队列，并且初始化容量是128 Runnable对象，这也意味着，如果用AsyncTask采用THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程并发执行任务，则任务对象存储不能超过128，但串行执行任务就不用考虑其问题，因为其采用同步方式，保证任何时刻只有一个任务在THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程池中。
AsyncTask的onPostExecute()和onProgressUpdate()方法调用时刻：
从上面AsyncTask()构造方法，我们知道call()方法里面调用了postResult(result)方法，done()方法里又执行了postResultIfNotInvoked()方法，那么这两个方法做了什么呢？看下面源码分析：

//存储异步任务得到的结果信息类
private static class AsyncTaskResult<Data> 
        final AsyncTask mTask;
        final Data[] mData;

        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) 
            mTask = task;
            mData = data;
        
    
/**结果传送给handler处理*/
    private Result postResult(Result result) 
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    
/**如果任务没有被call()执行，也会调用postResult()方法，间接执行onPostExecute()方法*/
    private void postResultIfNotInvoked(Result result) 
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) 
            postResult(result);
        
    
@WorkerThread
    /**更新进度条*/
    protected final void publishProgress(Progress... values) 
        if (!isCancelled()) 
            getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
        
    

源码那里可以知道，更新UI操作是交给了handler去处理，那么handler是如何处理呢？看下面源码分析：

//获得handler
private static Handler getHandler() 
        synchronized (AsyncTask.class) 
            if (sHandler == null) 
                sHandler = new InternalHandler();
            
            return sHandler;
        
    
 //定义静态内部handler以避免内存泄漏
private static class InternalHandler extends Handler 
        public InternalHandler() 
            super(Looper.getMainLooper());
        

        @SuppressWarnings("unchecked", "RawUseOfParameterizedType")
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) 
            AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
            switch (msg.what) 
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    // There is only one result
                    //里面会执行onPostExecute()方法
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                /**更新进度条*/
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            
        
    
/**后台任务完成后*/
    private void finish(Result result) 
        if (isCancelled()) 
            onCancelled(result);
         else 
            //执行onPostExecute()方法
            onPostExecute(result);
        
        mStatus = Status.FINISHED;
    

从源码分析，可以看出ononProgressUpdate()和onPostExecute()方法都是在handler当中执行，故可以更新UI操作。
AsyncTask的取消(cancel()方法)任务分析：

/**取消任务执行*/
    public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 
        //取消后续的任务执行
        mCancelled.set(true);
        //是否当断当前任务执行
        return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
    
public final boolean isCancelled() 
        return mCancelled.get();
    

再结合上面的finish()源码，我们知道一旦调用了cancel()方法，那么后面(包括当前正在执行的任务)的任务，其onPostExecute()方法将不会被执行，而如果cancel()传入了true,那么当前执行的任务会被打断，这也意味着doInBackgroud()可能没有完成就被打断，而传入false时候，则会将当前执行任务中的doInBackgroud()方法执行完。
AsyncTask的总结：
综合上面的所有分析知道，AsyncTask.execute()实际上是先通过executeOnExecutor()方法调用了onPreExecute()方法，然后SerialExecutor.execute()以数组队列的方式去存储任务(默认单个线程串行执行任务时候)，最后通过THREAD_POOL_EXECUTOR线程池调用execute()去执行真正的任务，一旦任务开始启动执行就会执行WorkRunnable中的call方法，而call又会执行doInBackgroud()方法执行耗时操作，如果里面有publishProgress()方法将会通过主线程handler的方式发送消息，去调用onProgressUpdate()方法更新进度条，当doInBackgroud()方法执行完后，会通过调用postResult()方法发送消息，以让主线程handler通过调用finshed()方法里面的onPostExecute()去更新UI或处理结果。如果该任务没有被执行，则也会通过postResultIfNotInvoked()方法调用postResult()方法，从而间接执行onPostExecute()方法。