AsyncTask 源碼淺析

作用

是圍繞Handler和Thread開發(fā)的幫助類,方便開發(fā)者在子線程執(zhí)行幾秒鐘以內(nèi)的耗時(shí)任務(wù)，在主線程返回任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果。簡(jiǎn)而言之，是對(duì)異步操作的封裝

四個(gè)重要回調(diào)方法

• onPreExecute()
• doInBackground()
• onProgressUpdate()
• onPostExecute()

只有doInBackground()在線程池執(zhí)行，其余方法在主線程執(zhí)行

執(zhí)行過(guò)程

1. 編譯期創(chuàng)建線程池

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    }
};

private static final BlockingQueue<Runnable> 
sPoolWorkQueue =new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

static {
    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, 
                KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
                sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
    //超過(guò)閑置等待時(shí)間后允許回收所有線程，包括核心線程
    threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
    THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
//默認(rèn)的Executor
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

THREAD_POOL_EXECUTOR即AsyncTask的線程池之一，根據(jù)Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4))設(shè)置線程池的核心線程數(shù)最小為2，最大為4，最大線程數(shù)為CPU_COUNT * 2 + 1，線程閑置等待時(shí)間為30秒，任務(wù)隊(duì)列LinkedBlockingQueue最大長(zhǎng)度為128，線程工廠設(shè)置線程的name為AsyncTask # i++

THREAD_POOL_EXECUTOR和SERIAL_EXECUTOR會(huì)被所有AsyncTask實(shí)例共用

2. 構(gòu)造方法

只做了兩件事，初始化mWorker（也就是Callable）和mFuture(也就是FutureTask) 屬于Java并發(fā)包下的兩個(gè)類，下面對(duì)他們進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹

• Callable 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是可以拋出異常的，有返回值的Runnable
• FutureTask 擴(kuò)展了RunnableFuture，而RunnableFuture又?jǐn)U展了Runnable和Future。將會(huì)執(zhí)行構(gòu)造方法傳入的Callable，并取得返回值

雖然這兩個(gè)類里的方法還沒(méi)有被調(diào)用
但是我們卻可以很清晰的看見整個(gè)AsyncTask的工作流程了

    public AsyncTask() {
        //實(shí)現(xiàn)了Callable
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                //標(biāo)識(shí)有任務(wù)被調(diào)用了
                mTaskInvoked.set(true);
                Result result = null;
                try {
                    //標(biāo)準(zhǔn)的后臺(tái)線程優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)不是太高 
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                    //調(diào)用我們的四個(gè)重要抽象方法之二
                    result = doInBackground(mParams);
                    Binder.flushPendingCommands();
                } catch (Throwable tr) {
                    mCancelled.set(true);
                    throw tr;
                } finally {
                    //Handler調(diào)用，暫且按下不表
                    postResult(result);
                }
                return result;
            }
        };

        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
                try {
                    //處理未能順利完成調(diào)用的情況
                    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);
                }
            }
        };
    }

3. executeOnExecutor

所有的執(zhí)行命令最終都會(huì)調(diào)用這個(gè)方法
所以是我們開始使用AsyncTask的第一站
這個(gè)方法只能在主線程調(diào)用

    @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
        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)");
            }
        }
        //設(shè)置狀態(tài)為RUNNING
        mStatus = Status.RUNNING;
        //調(diào)用我們四個(gè)重要抽象方法之一
        onPreExecute();
        //把Params傳給我們實(shí)現(xiàn)Caller的Worker
        mWorker.mParams = params;
        //調(diào)用Executor執(zhí)行，同時(shí)把我們的FutureTask傳進(jìn)去
        //默認(rèn)的Executor是在編譯器就初始化好的SERIAL_EXECUTOR，串行執(zhí)行
        exec.execute(mFuture);
        return this;
    }

接下來(lái)會(huì)調(diào)用Executor.execute()
下面看一下我們默認(rèn)的Executor，也就是SerialExecutor

    private static class SerialExecutor implements Executor {
        //線性雙端隊(duì)列
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            //提交一個(gè)Runnable到雙端隊(duì)列
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //運(yùn)行我們的mFuture，忘記了這是啥？回去看第二部分
                        r.run();
                    } finally {
                        //調(diào)度下一個(gè)
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            //如果沒(méi)有正在活動(dòng)的任務(wù)，就調(diào)度下一個(gè)
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }
        
        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                //終于提交到線程池執(zhí)行了，THREAD_POOL_EXECUTOR是啥？忘了的話去看第一部分
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

4. THREAD_POOL_EXECUTOR中的調(diào)用

這一部分其實(shí)已經(jīng)超出了我們分析的范圍了，所以 我們不會(huì)去關(guān)心線程池的實(shí)現(xiàn)，而是理一理調(diào)用流程就好

記住了，我們execute到線程池的Runnable，是poll到ArrayDeque的Runnable，這個(gè)Runnable中調(diào)用了mFuture.run()，

我們關(guān)心的是傳到線程池的Runnable

    public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

這個(gè)方法沒(méi)啥說(shuō)的，就是做一下檢查，然后調(diào)用addWorker()，這個(gè)方法里面，會(huì)找到一個(gè)由ThreadFactory創(chuàng)建的線程，這個(gè)第一部分我們有交代，然后在這個(gè)線程中調(diào)用Runnable.run()，最終調(diào)用到mFurture.run( )

    public void run() {
        if (state != NEW ||
            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            //構(gòu)造方法傳進(jìn)來(lái)的callable，對(duì)應(yīng)于AsyncTask中的mWorker，我們第二部分有講
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    //調(diào)用mWorker.call()，并且取得返回值。我們第二部分有講
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            runner = null;
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

這里面都是在子線程操作了哈，調(diào)用了mWorker.call()，回調(diào)了四個(gè)重要抽象方法的doInBackground()哈，然后這個(gè)方法的返回值作為result，這個(gè)result交給Handler了咯，完了后調(diào)用mFuture.done()

5. Handler中的調(diào)用

先看看mWorker.call()中的postResult(result);
這里面都是在子線程執(zhí)行的，所以用Handler返回主線程

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        //result是我們?cè)赿oInBackground()返回的值
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

    private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return sHandler;
        }
    }

    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:
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }

case MESSAGE_POST_RESULT: 調(diào)用了finish()

    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }

最后調(diào)用onPostExecute(result)，整個(gè)流程結(jié)束

publishProgress()還是借助的AsyncTaskResult<DATA>，沒(méi)什么好分析的，但是代碼還是貼出來(lái)

    protected final void publishProgress(Progress... values) {
        if (!isCancelled()) {
            getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
        }
    }

總結(jié)

AsyncTask利用Java并發(fā)包下的FutureTask來(lái)封裝了一次請(qǐng)求的信息，SerialExecutor來(lái)保證串行執(zhí)行，利用THREAD_POOL_EXECUTOR線程池在子線程執(zhí)行任務(wù)，用Handler返回主線程

線程池中子線程執(zhí)行的是在SerialExecutor中添加到ArrayDeque的Runnable，這里面會(huì)串行的調(diào)用Runnable中的mFuture.run()，mFuture.run()會(huì)調(diào)用mWorker.call()，mWorker.call()會(huì)回調(diào)doInBackground()并且取得返回值

優(yōu)點(diǎn)

• 足夠的輕巧，全局維護(hù)僅一個(gè)線性的隊(duì)列，一個(gè)線程池
• 相比Handler來(lái)說(shuō)，足夠的方便
• 編寫好一個(gè)AsyncTask后，有一定的復(fù)用性

缺點(diǎn)

• 需要繼承AsyncTask，如果它作為Activity的內(nèi)部類，要小心內(nèi)存泄漏
• 雖然提供了一個(gè)API來(lái)取消一次請(qǐng)求，但是不一定能夠取消掉
• 一次事件的起因和結(jié)果是耦合在一起的
• 除了足夠輕巧，都不如RxJava，體現(xiàn)在你無(wú)法合理的控制流程，怎么合并多個(gè)任務(wù)？怎么串聯(lián)多個(gè)任務(wù)？怎么拆分多個(gè)任務(wù)？流程中出現(xiàn)錯(cuò)誤怎么辦？

終上所述，AsyncTask的使用價(jià)值以及不足夠明顯，我們不需要再使用它了