AsyncTask源碼解析

資料:
http://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/11711405
http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38614699

AsyncTask的基本用法

三個(gè)泛型參數(shù)

首先來看一下AsyncTask的基本用法，由于AsyncTask是一個(gè)抽象類，所以如果我們想使用它，就必須要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)子類去繼承它。在繼承時(shí)我們可以為AsyncTask類指定三個(gè)泛型參數(shù)，這三個(gè)參數(shù)的用途如下：

  1. Params
    在執(zhí)行AsyncTask時(shí)需要傳入的參數(shù)，可用于在后臺任務(wù)中使用。
  2. Progress
    后臺任務(wù)執(zhí)行時(shí)，如果需要在界面上顯示當(dāng)前的進(jìn)度，則使用這里指定的泛型作為進(jìn)度單位。
  3. Result
    當(dāng)任務(wù)執(zhí)行完畢后，如果需要對結(jié)果進(jìn)行返回，則使用這里指定的泛型作為返回值類型。

四個(gè)經(jīng)常需要重寫的方法

  1. onPreExecute()
    這個(gè)方法會在后臺任務(wù)開始執(zhí)行之間調(diào)用，用于進(jìn)行一些界面上的初始化操作，比如顯示一個(gè)進(jìn)度條對話框等。
  2. doInBackground(Params...)
    這個(gè)方法中的所有代碼都會在子線程中運(yùn)行，我們應(yīng)該在這里去處理所有的耗時(shí)任務(wù)。任務(wù)一旦完成就可以通過return語句來將任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行返回，如果AsyncTask的第三個(gè)泛型參數(shù)指定的是Void，就可以不返回任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。注意，在這個(gè)方法中是不可以進(jìn)行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如說反饋當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度，可以調(diào)用publishProgress(Progress...)方法來完成。
  3. onProgressUpdate(Progress...)
    當(dāng)在后臺任務(wù)中調(diào)用了publishProgress(Progress...)方法后，這個(gè)方法就很快會被調(diào)用，方法中攜帶的參數(shù)就是在后臺任務(wù)中傳遞過來的。在這個(gè)方法中可以對UI進(jìn)行操作，利用參數(shù)中的數(shù)值就可以對界面元素進(jìn)行相應(yīng)的更新。
  4. onPostExecute(Result)
    當(dāng)后臺任務(wù)執(zhí)行完畢并通過return語句進(jìn)行返回時(shí)，這個(gè)方法就很快會被調(diào)用。返回的數(shù)據(jù)會作為參數(shù)傳遞到此方法中，可以利用返回的數(shù)據(jù)來進(jìn)行一些UI操作，比如說提醒任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果，以及關(guān)閉掉進(jìn)度條對話框等。

示例

    private class DownloadFilesTask extends 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");
      }
    }

源碼解析

從我們的執(zhí)行異步任務(wù)的起點(diǎn)開始，進(jìn)入execute方法：

  /**
     * Executes the task with the specified parameters. The task    returns
     * itself (this) so that the caller can keep a reference to it.
     */
    @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

  /**
     * Executes the task with the specified parameters. The task returns
     * itself (this) so that the caller can keep a reference to it.
     */
   @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)置當(dāng)前AsyncTask的狀態(tài)為RUNNING，上面的switch也可以看出，每個(gè)異步任務(wù)在完成前只能執(zhí)行一次。
        mStatus = Status.RUNNING;
//執(zhí)行了onPreExecute()，當(dāng)前依然在UI線程，所以我們可以在其中做一些準(zhǔn)備工作。
        onPreExecute();
//將我們傳入的參數(shù)賦值給了mWorker.mParams
        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);

        return this;
    }

mWorker找到這個(gè)類：

  private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
        Params[] mParams;
    }

可以看到是Callable的子類，且包含一個(gè)mParams用于保存我們傳入的參數(shù)，下面看初始化mWorker的代碼：

 /**
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
     */
    public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };
//任務(wù)執(zhí)行結(jié)束會調(diào)用：postResultIfNotInvoked(get());
//get()表示獲取mWorker的call的返回值，即Result.然后看postResultIfNotInvoked方法
        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
                try {
                    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);
                }
            }
        };
    }

可以看到mWorker在構(gòu)造方法中完成了初始化，并且因?yàn)槭且粋€(gè)抽象類，在這里new了一個(gè)實(shí)現(xiàn)類，實(shí)現(xiàn)了call方法，call方法中設(shè)置mTaskInvoked=true，且最終調(diào)用doInBackground(mParams)方法，并返回Result值作為參數(shù)給postResult方法.可以看到我們的doInBackground出現(xiàn)了，下面繼續(xù)看：

 private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return sHandler;
        }
    }
    
 private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

可以看到postResult中出現(xiàn)了我們熟悉的異步消息機(jī)制，傳遞了一個(gè)消息message, message.what為MESSAGE_POST_RESULT；message.object= new AsyncTaskResult(this,result);

private static class AsyncTaskResult<Data> {
        final AsyncTask mTask;
        final Data[] mData;

        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
            mTask = task;
            mData = data;
        }
    }

AsyncTaskResult就是一個(gè)簡單的攜帶參數(shù)的對象。
看到這，我相信大家肯定會想到，在某處肯定存在一個(gè)sHandler，且復(fù)寫了其handleMessage方法等待消息的傳入，以及消息的處理。

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

哈哈，出現(xiàn)了我們的handleMessage，可以看到，在接收到MESSAGE_POST_RESULT消息時(shí)，執(zhí)行了result.mTask.finish(result.mData[0]);其實(shí)就是我們的AsyncTask.this.finish(result)，于是看finish方法

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

可以看到，如果我們調(diào)用了cancel()則執(zhí)行onCancelled回調(diào)；正常執(zhí)行的情況下調(diào)用我們的onPostExecute(result);主要這里的調(diào)用是在handler的handleMessage中，所以是在UI線程中。
最后將狀態(tài)置為FINISHED。
mWoker看完了，應(yīng)該到我們的mFuture了，依然實(shí)在構(gòu)造方法中完成mFuture的初始化，將mWorker作為參數(shù)，復(fù)寫了其done方法。

 /**
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
     */
    public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };
//任務(wù)執(zhí)行結(jié)束會調(diào)用：postResultIfNotInvoked(get());
//get()表示獲取mWorker的call的返回值，即Result.然后看postResultIfNotInvoked方法
        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
                try {
                    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);
                }
            }
        };
    }

 private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) {
            postResult(result);
        }
    }

如果mTaskInvoked不為true，則執(zhí)行postResult；但是在mWorker初始化時(shí)就已經(jīng)將mTaskInvoked為true，所以一般這個(gè)postResult執(zhí)行不到。

好了，到了這里，已經(jīng)介紹完了execute方法中出現(xiàn)了mWorker和mFurture，不過這里一直是初始化這兩個(gè)對象的代碼，并沒有真正的執(zhí)行。下面我們看真正調(diào)用執(zhí)行的地方。
execute方法中的：
還記得上面的execute中的：exec.execute(mFuture)
exec為executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)中的sDefaultExecutor
下面看這個(gè)sDefaultExecutor

    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
    private static class SerialExecutor implements Executor {
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        r.run();
                    } finally {
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }

        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

可以看到sDefaultExecutor其實(shí)為SerialExecutor的一個(gè)實(shí)例，其內(nèi)部維持一個(gè)任務(wù)隊(duì)列；直接看其execute（Runnable runnable）方法，將runnable放入mTasks隊(duì)尾；
17-18行：判斷當(dāng)前mActive是否為空，為空則調(diào)用scheduleNext方法
22行：scheduleNext，則直接取出任務(wù)隊(duì)列中的隊(duì)首任務(wù)，如果不為null則傳入THREAD_POOL_EXECUTOR進(jìn)行執(zhí)行。
下面看THREAD_POOL_EXECUTOR為何方神圣：

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;

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
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

看到這里，大家可能會認(rèn)為，背后原來有一個(gè)線程池，且最大支持128的線程并發(fā)，加上長度為10的阻塞隊(duì)列，可能會覺得就是在快速調(diào)用138個(gè)以內(nèi)的AsyncTask子類的execute方法不會出現(xiàn)問題，而大于138則會拋出異常。
其實(shí)不是這樣的，我們再仔細(xì)看一下代碼，回顧一下sDefaultExecutor，真正在execute()中調(diào)用的為sDefaultExecutor.execute,可以看到，如果此時(shí)有10個(gè)任務(wù)同時(shí)調(diào)用execute（synchronized）方法，第一個(gè)任務(wù)入隊(duì)，然后在mActive = mTasks.poll()) != null被取出，并且賦值給mActivte，然后交給線程池去執(zhí)行。然后第二個(gè)任務(wù)入隊(duì)，但是此時(shí)mActive并不為null，并不會執(zhí)行scheduleNext();所以如果第一個(gè)任務(wù)比較慢，10個(gè)任務(wù)都會進(jìn)入隊(duì)列等待；真正執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)的時(shí)機(jī)是，線程池執(zhí)行完成第一個(gè)任務(wù)以后，調(diào)用Runnable中的finally代碼塊中的scheduleNext，所以雖然內(nèi)部有一個(gè)線程池，其實(shí)調(diào)用的過程還是線性的。一個(gè)接著一個(gè)的執(zhí)行，相當(dāng)于單線程。

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