【转载】Android应用AsyncTask处理机制详解及源码分析
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1 背景
Android异步处理机制一直都是Android的一个核心，也是应用工程师面试的一个知识点。前面咱们分析了Handler异步机制原理（不了解的能够阅读个人《Android异步消息处理机制详解及源码分析》文章），这里继续分析Android的另外一个异步机制AsyncTask的原理。android
当使用线程和Handler组合实现异步处理时，当每次执行耗时操做都建立一条新线程进行处理，性能开销会比较大。为了提升性能咱们使用AsyncTask实现异步处理（其实也是线程和handler组合实现），由于其内部使用了java提供的线程池技术，有效的下降了线程建立数量及限定了同时运行的线程数，还有一些针对性的对池的优化操做。因此说AsyncTask是Android为咱们提供的方便编写异步任务的工具类。面试
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2 实例演示
先看下使用AsyncTask模拟下载的效果图：markdown
看下代码，以下：异步
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
new TestAsyncTask(this).execute();
}
static final class TestAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {
//如上三个泛型参数从左到右含义依次为：
//1. 在执行AsyncTask时须要传入的参数，可用于在后台任务中使用。
//2. 后台任务执行时，若是须要在界面上显示当前的进度，则使用这个。
//3. 当任务执行完毕后，若是须要对结果进行返回，则使用这个。
private Context mContext = null;
private ProgressDialog mDialog = null;
private int mCount = 0;
public TestAsyncTask(Context context) {
mContext = context;
}
//在后台任务开始执行之间调用，用于进行一些界面上的初始化操做
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
mDialog = new ProgressDialog(mContext);
mDialog.setMax(100);
mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
mDialog.show();
}
//这个方法中的全部代码都会在子线程中运行，咱们应该在这里去处理全部的耗时任务
protected Boolean doInBackground(Void... params) {
while (mCount < 100) {
publishProgress(mCount);
mCount += 20;
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return true;
}
//当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后，这个方法就很快会被调用
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
super.onProgressUpdate(values);
mDialog.setProgress(values[0]);
}
//当后台任务执行完毕并经过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用
protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) {
super.onPostExecute(aBoolean);
if (aBoolean && mDialog != null && mDialog.isShowing()) {
mDialog.dismiss();
}
}
}
}
能够看见Android帮咱们封装好的AsyncTask仍是很方便使用的，我们不作过多说明。接下来直接分析源码。async
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3 Android5.1.1（API 22）AsyncTask源码分析
经过源码能够发现AsyncTask是一个抽象类，因此咱们在在上面使用时须要实现它。函数
那怎么下手分析呢？很简单，咱们就依据上面示例的流程来分析源码，具体以下。工具
3-1 AsyncTask实例化源码分析
/** * 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
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};
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 occured while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
看见注释没有，AsyncTask的实例化只能在UI线程中。而后整个构造函数就只初始化了两个AsyncTask类的成员变量（mWorker和mFuture）。mWorker为匿名内部类的实例对象WorkerRunnable（实现了Callable接口），mFuture为匿名内部类的实例对象FutureTask，传入了mWorker做为形参（重写了FutureTask类的done方法）。
3-2 AsyncTask的execute方法源码分析
正如上面实例同样，获得AsyncTask实例化对象以后就执行了execute方法，因此看下execute方法的源码，以下：
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
能够看见，execute调运了executeOnExecutor方法，executeOnExecutor方法除过传入了params形参之外，还传入了一个static的SerialExecutor对象（SerialExecutor实现了Executor接口）。继续看下executeOnExecutor源码，以下：
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)");
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
首先判断AsyncTask异步任务的状态，当处于RUNNING和FINISHED时就报IllegalStateException非法状态异常。由此能够看见一个AsyncTask的execute方法只能被调运一次。接着看见17行onPreExecute();没有？看下这个方法源码，以下：
/** * Runs on the UI thread before {@link #doInBackground}. * * @see #onPostExecute * @see #doInBackground */
protected void onPreExecute() {
}
空方法，并且经过注释也能看见，这不就是咱们AsyncTask中第一个执行的方法吗？是的。
回过头继续往下看，看见20行exec.execute(mFuture);代码没？exec就是形参出入的上面定义的static SerialExecutor对象（SerialExecutor实现了Executor接口），因此execute就是SerialExecutor静态内部类的方法喽，在执行execute方法时还传入了AsyncTask构造函数中实例化的第二个成员变量mFuture。咱们来看下SerialExecutor静态内部类的代码，以下：
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);
}
}
}
在源码中能够看见，SerialExecutor在AsyncTask中是以常量的形式被使用的，因此在整个应用程序中的全部AsyncTask实例都会共用同一个SerialExecutor对象。
接着能够看见，SerialExecutor是使用ArrayDeque这个队列来管理Runnable对象的，若是咱们一次性启动了不少个任务，首先在第一次运行execute()方法的时候会调用ArrayDeque的offer()方法将传入的Runnable对象添加到队列的最后，而后判断mActive对象是否是等于null，第一次运行是null，而后调用scheduleNext()方法，在这个方法中会从队列的头部取值，并赋值给mActive对象，而后调用THREAD_POOL_EXECUTOR去执行取出的取出的Runnable对象。以后若是再有新的任务被执行时就等待上一个任务执行完毕后才会获得执行，因此说同一时刻只会有一个线程正在执行，其他的均处于等待状态，这就是SerialExecutor类的核心做用。
咱们再来看看上面用到的THREAD_POOL_EXECUTOR与execute，以下：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
......
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;
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);
/** * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel. */
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
......
}
看见没有，实质就是在一个线程池中执行，这个THREAD_POOL_EXECUTOR线程池是一个常量，也就是说整个App中不论有多少AsyncTask都只有这一个线程池。也就是说上面SerialExecutor类中execute()方法的全部逻辑就是在子线程中执行，注意SerialExecutor的execute方法有一个Runnable参数，这个参数就是mFuture对象，因此咱们看下FutureTask类的run()方法，以下源码：
public void run() {
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
null, Thread.currentThread()))
return;
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
if (ran)
set(result);
}
} finally {
// runner must be non-null until state is settled to
// prevent concurrent calls to run()
runner = null;
// state must be re-read after nulling runner to prevent
// leaked interrupts
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
看见没有？第7行的c = callable;其实就是AsyncTask构造函数中实例化FutureTask对象时传入的参数mWorker。12行看见result = c.call();没有？其实就是调运WorkerRunnable类的call方法，因此咱们回到AsyncTask构造函数的WorkerRunnable匿名内部内中能够看见以下：
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};
看见没有？在postResult()方法的参数里面，咱们能够看见doInBackground()方法。因此这验证了咱们上面例子中使用的AsyncTask，首先在主线程执行onPreExecute方法，接着在子线程执行doInBackground方法，因此这也就是为何咱们能够在doInBackground()方法中去处理耗时操做的缘由了，接着等待doInBackground方法耗时操做执行完毕之后将返回值传递给了postResult()方法。因此咱们来看下postResult这个方法的源码，以下：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
先看下这个getHandler拿到的是哪一个Handler吧，以下：
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;
}
}
}
看见没有，拿到的是MainLooper，也就是说在在UI线程中的Handler（不清楚的请阅读《Android异步消息处理机制详解及源码分析》文章）。因此上面的方法其实就是将子线程的数据发送到了UI来处理，也就是经过MESSAGE_POST_RESULT在handleMessage来处理。因此咱们继续看handleMessage中的result.mTask.finish(result.mData[0]);就会发现finish的代码以下：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
看见没有？依据返回值true与false回调AsyncTask的onPostExecute或者onCancelled方法。
到此是否是会好奇onProgressUpdate方法啥时候调运的呢？继续往下看能够发现handleMessage方法中的MESSAGE_POST_PROGRESS不就是回调咱们UI Thread中的onProgressUpdate方法吗？那怎么样才能让他回调呢？追踪MESSAGE_POST_PROGRESS消息你会发现以下：
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
额，没意思了。这不就是咱们上面例子中的在子线程的doInBackground耗时操做中调运通知回调onProgressUpdate的方法么。
看见没有，AsyncTask的实质就是Handler异步消息处理机制（不清楚的请阅读《Android异步消息处理机制详解及源码分析》文章），只是对线程作了优化处理和封装而已。
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4 为当年低版本AsyncTask的臭名正身
接触Android比较久的可能都知道，在Android 3.0以前是并无SerialExecutor这个类的（上面有分析）。那些版本的代码是直接建立了指定大小的线程池常量来执行task的。其中MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;，因此那时候若是咱们应用中一个界面须要同时建立的AsyncTask线程大于128（批量获取数据，譬如照片浏览瀑布流一次加载）程序直接就挂了。因此当时的AsyncTask由于这个缘由臭名昭著。
回过头来看看如今高版本的AsyncTask，是否是没有这个问题了吧？由于如今是顺序执行的。并且更劲爆的是如今的AsyncTask还直接提供了客户化实现Executor接口功能，使用以下方法执行AsyncTask便可使用自定义Executor，以下：
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
......
return this;
}
能够看出，在3.0以上版中AsyncTask已经不存在那个臭名昭著的Bug了，因此能够放心使用了，妈妈不再用担忧个人AsyncTask出Bug了。
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5 AsyncTask与Handler异步机制对比
前面文章也分析过Handler了，这里也分析了AsyncTask，如今把他们两拽一块儿来比较比较。具体以下：
-
AsyncTask是对Handler与Thread的封装。
-
AsyncTask在代码上比Handler要轻量级别，但实际上比Handler更耗资源，由于AsyncTask底层是一个线程池，而Handler仅仅就是发送了一个消息队列。可是，若是异步任务的数据特别庞大，AsyncTask线程池比Handler节省开销，由于Handler须要不停的new Thread执行。
-
AsyncTask的实例化只能在主线程，Handler能够随意，只和Looper有关系。
6 AsyncTask总结
到此整个Android的AsyncTask已经分析完毕，相信你如今对于AsyncTask会有一个很深刻的理解与认识了。
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- 1. 【转载】Android异步消息处理机制详解及源码分析
- 2. AsyncTask使用详解及源码分析
- 3. Android AsyncTask 源码分析详解
- 4. Android应用setContentView与LayoutInflater加载解析机制源码分析（转载）
- 5. Android AsyncTask的使用及源码解析
- 6. Android应用setContentView与LayoutInflater加载解析机制源码分析
- 7. Android AsyncTask源码分析
- 8. 【Android】AsyncTask源码分析
- 9. Android AsyncTask源码解析
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- 8. 【Android】AsyncTask源码分析
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