Android AsyncTask(2)-原理與源碼解析

上一節(jié)我們知道,想要啟動一個AsyncTask,首先需要創(chuàng)建一個AsyncTask對象然后調(diào)用execute方法。例如:

new DownloadFilesTask().execute();

DownloadFilesTask繼承自AsyncTask需要指定3個泛型參數(shù):

private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
        
      protected void onPreExecute() {
        super.onPreExecute();
      }
        
      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");
      }
  }

一、AsyncTask構(gòu)造函數(shù)

首先先從AsyncTask的構(gòu)造函數(shù)說起:

/**AsyncTask的構(gòu)造函數(shù)源碼片段**/
public AsyncTask() {
 
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
            
                mTaskInvoked.set(true);
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
        }
    };

    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) {
               ...
               e.getCause());
            } catch (CancellationException e) {
                postResultIfNotInvoked(null);
            }
        }
    };
}

在AsyncTask構(gòu)造函數(shù)中初始化了兩個對象:WorkerRunnable和FutureTask,分別賦值為mWorker、mFuture。這兩個對象初始化都實(shí)現(xiàn)了兩個回調(diào)方法,當(dāng)用戶執(zhí)行了execute方法的時候在特定情況下會觸發(fā)這兩個對象的回調(diào)方法,下面我們就開始詳細(xì)分析這兩個對象。

結(jié)論:doInBackground是在WorkerRunnable的call方法中被回調(diào)執(zhí)行的

WorkerRunnable【mWorker】

由于WorkerRunnable實(shí)現(xiàn)了Callable接口,所以在AsyncTask的構(gòu)造函數(shù)中實(shí)例化WorkerRunnable時,必須實(shí)現(xiàn)call()方法。其中還需要指定泛型參數(shù)Params和Result。這樣在回調(diào)了call方法之后,就能返回Result。

/** WorkerRunable類**/
private static abstrat class WorkerRunable<Params, Result> implements Callable<Result> 
{
        Params[] mParams;
}

/** Callable接口**/
public interface Callable<V> 
{
    
    V call() throws Exception;
}

現(xiàn)在我們暫時只需要知道當(dāng)執(zhí)行execute的時候會回調(diào)WorkerRunnable的call方法。

FutureTask【mFuture】

從上面的AsyncTask的構(gòu)造函數(shù)源碼中可以看到,在構(gòu)造FutureTask對象初始化時,mWorker是作為參數(shù)傳遞進(jìn)來的。從FutureTask的構(gòu)造函數(shù)也看出來了FutureTask需要一個Callable對象。

/** FutureTask的構(gòu)造函數(shù)**/
public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

【在這里不禁可以提前猜測出一個信息了,既然FutureTask把WorkerRunnable傳遞進(jìn)來了,那WorkerRunnable的回調(diào)方法call肯定是在FutureTask中調(diào)用的】

來看看FutureTask這個類:



可以看出,F(xiàn)utureTask是實(shí)現(xiàn)了RunnableFuture接口,而這個接口繼承了Runnable、以及Future。


通過上面兩個類,發(fā)現(xiàn)其實(shí)FutureTask中的get方法實(shí)現(xiàn)了Runnable的阻塞和返回執(zhí)行完畢的數(shù)據(jù)(泛型V)。

我們再來看FutureTask的run方法,豁然開朗,原來WorkerRunnable中的回調(diào)方法call果然是在這里調(diào)用的。


結(jié)論:WorkerRunnable中的回調(diào)方法call()是在執(zhí)行FutureTask的run方法后回調(diào)的。當(dāng)WorkerRunnable的call方法執(zhí)行完畢后將返回數(shù)據(jù)給FutureTask。

疑問:那么,F(xiàn)utureTask的run方法又是被誰調(diào)用的呢?


二、execute()方法

很顯然,F(xiàn)utureTask的run方法肯定需要AsyncTask執(zhí)行execute方法后才會執(zhí)行。

 private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
 
 public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
 
 /** AsyncTask類的execute方法**/
 public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}

當(dāng)執(zhí)行execute方法時,其實(shí)是調(diào)用的executeOnExecutor方法。這里傳遞了兩個參數(shù),一個是sDefaultExecutor,一個是params。從上面的源碼可以看出,sDefaultExecutor其實(shí)是一個SerialExecutor對象。params其實(shí)最終會賦給doInBackground方法,就是用戶實(shí)現(xiàn)回調(diào)的方法,這個后面會看到。

executeOnExecutor

我們現(xiàn)在先來看executeOnExecutor方法。

/** AsyncTask類的executeOnExecutor方法**/
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
        Params... params) {
    
    ...
    mStatus = Status.RUNNING;

    onPreExecute();

    mWorker.mParams = params;
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}

看到木有?在這個方法中,最先先執(zhí)行了onPreExecute()方法,此時便會回調(diào)到用戶自定義AsyncTask的實(shí)現(xiàn)方法onPreExecute【看本文最頂部第一個例子的代碼】。onPreExecute可以用來做一些后臺任務(wù)執(zhí)行之前的準(zhǔn)備工作。


通過上面的代碼可以看出,執(zhí)行到exec.execute(mFuture)這里時傳遞進(jìn)去了一個mFuture,這個mFuture就是之前AsyncTask構(gòu)造初始化賦值的FutureTask。exec其實(shí)就是之前執(zhí)行AsyncTask.execute()方法時傳遞進(jìn)來的參數(shù)sDefaultExecutor,剛剛也說了這個sDefaultExecutor其實(shí)就是SerialExecutor對象。嗯,exec就是SerialExecutor對象。

SerialExecutor

我們可以看到,之前exec.execute(mFuture)執(zhí)行時,SerialExecutor將FutureTask作為參數(shù)執(zhí)行execute方法。在SerialExecutor的execute方法中,這里通過一個任務(wù)隊列mTasks把FutureTask插入進(jìn)了隊列中,執(zhí)行r.run,其實(shí)就是執(zhí)行FutureTask的run方法,因?yàn)閭鬟f進(jìn)來的r參數(shù)就是mFuture。

/** AsyncTask對象中的SerialExecutor成員變量【內(nèi)部類】 **/
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);
        }
    }
}

結(jié)論:FutureTask的run方法是在SerialExecutor的execute方法中執(zhí)行的。

其實(shí)在這里,SerialExecutor實(shí)現(xiàn)了一個任務(wù)的排隊算法。當(dāng)一個AsyncTask任務(wù)開始execute時,首先執(zhí)行FutureTask的run方法,然后finally執(zhí)行scheduleNext方法,然后執(zhí)行THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法。繼續(xù)往下,如果mActive為空,就會繼續(xù)調(diào)用scheduleNext方法執(zhí)行下一個AsyncTask任務(wù),說白了就是當(dāng)mActive這個Runnable執(zhí)行完畢之后,才會繼續(xù)調(diào)用 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)。這樣SerialExecutor便實(shí)現(xiàn)了串行的任務(wù)隊列。

結(jié)論:SerialExecutor只是實(shí)現(xiàn)任務(wù)隊列,真正執(zhí)行線程池的是THREAD_POOL_EXECUTOR。


前面我們已經(jīng)知道,F(xiàn)utureTask的run方法在SerialExecutor的execute方法中執(zhí)行了,然后由 mTasks.offer 封裝成一個Runnable(mActive)給THREAD_POOL_EXECUTOR。

public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
        = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

到這里,F(xiàn)utureTask的run方法要開始回調(diào)WorkerRunable的call方法了。是不是已經(jīng)開始暈了,2333。撐住 !!!! 接下來我們還要看WorkerRunable的回調(diào)call方法:
oh my god ! 終于開始回調(diào)doInBackground方法了??吹浆F(xiàn)在已經(jīng)很明白了,doInBackground的執(zhí)行不是在主線程中。

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            
            Result result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();
            return postResult(result);
        }
    };

doInBackground(mParams)執(zhí)行完后返回result,接著再繼續(xù)執(zhí)行postResult方法,并將返回的result作為參數(shù)傳遞進(jìn)去?,F(xiàn)在我們來看postResult方法,當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng),Handler開始登場了。這里在執(zhí)行完doInBackground后直接發(fā)送了一個消息給Handler,那么這個Handler又是哪個呢?

private Result postResult(Result result) {

    Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}

繼續(xù)看getHandler方法:

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());
    }

    @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;
        }
    }
}

之前執(zhí)行postResult的時候,obtainMessage傳遞的參數(shù)是:MESSAGE_POST_RESULT和AsyncTaskResult<Result>(this, result)),然后message.sendToTarget()開始發(fā)消息,并在InternalHandler的handleMessage中開始處理消息。

結(jié)論:doInBackground執(zhí)行完后立即發(fā)送了一個消息給InternalHandler

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

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

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

由于傳遞的是MESSAGE_POST_RESULT,所以執(zhí)行mTask.finish方法。這個時候doInBackground已經(jīng)執(zhí)行完了并返回了result,便開始執(zhí)行onPostExecute方法,并將result傳遞進(jìn)去。因?yàn)镮nternalHandler是通過Looper.getMainLooper()獲得的,所以是在主線程,所以最后onPostExecute方法便又回到了主線程執(zhí)行。這個時候onPostExecute就可以拿到doInBackground異步執(zhí)行返回的result,直接更新UI。

結(jié)論:InternalHandler獲得消息后執(zhí)行onPostExecute回調(diào)方法,一個AsyncTask任務(wù)便到此結(jié)束

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