AsyncTask源码剖析
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前言： 初学AsyncTask时，就想研究下它的实现源码，怎奈源码看了好几遍都没看懂，于是搁置了。最近心血来潮，又看了一些源码，如HandlerThread，IntentService，AsyncQueryHandler等，收获颇深，于是乎想回头再研究下AsyncTask，没想到这次居然很容易看懂了。。。 正文： 注：1.读者阅读本文前，必须对android的Handler机制以及j.u.c中的线程池有所了解;2.AsyncTask使用方式不再赘述。3.不同版本AsyncTask内容有些不同.
首先明确AsyncTask是个抽象类，接受三个泛型参数，分表代表任务所需参数类型，任务进度类型，结果类型。
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public abstract class AsyncTask<params, result=""> </params,> |
开发者继承AsyncTask后必须重写doInbackground方法，其他方法如onPostExecute等按需重写。
其内部有个静态全局的线程池变量THREAD_POOL_EXECUTOR，AsyncTask的doInbackground中的任务就是由此线程池执行。
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public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory); |
ThreadPoolExecutor各参数含义如下，CORE_POOL_SIZE为核心线程数量，MAXIMUM_POOL_SIZE为线程池最大线程数量，KEEP_ALIVE参数表明当线程池的线程数量大于核心线程数量，那么空闲时间超过KEEP_ALIVE时，超出部分的线程将被回收,sPoolWorkQueue是任务队列，存储的是一个个Runnable,sThreadFactory是线程工厂，用于创建线程池中的线程。所有这些参数在AsyncTask内部都已经定义好：
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private static final int CORE_POOL_SIZE = 5; private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128; 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>(10);</runnable></runnable> |
AsyncTask并不是直接使用上述线程池，而是进行了一层“包装”，这个类就是SerialExecutor,这是个串行的线程池。
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/** * An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial * order. This serialization is global to a particular process. */ public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor(); |
看其具体实现：
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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); } } }</runnable></runnable> |
调用execute方法时，先将Runnable包装一下(即加上try-finally块)然后加入队列，接着判断当前mActive是否为空，第一次调用，此值为空，所以会调用scheduleNext方法，从队列中取出头部的任务，交给线程池THREAD_POOL_EXECUTOR处理，而处理过程是这样的，先执行原先的Runnable的run方法，接着再执行scheduleNext从队列中取出Runnable，如此循环，直到队列为空，mActive重新为空为止。我们发现，经过这样的处理，所有任务将串行执行。 所以我们需要注意，如果两个AsyncTask都调用execute时，如果其中一个AsyncTask任务执行时间非常长，这将导致另一个AsyncTask的任务排队等候，无法执行，因为它们共享同一个线程池且池是串行执行任务的。
接着看其他成员：
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private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;//当前消息类型--->任务完成消息 private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;//当前消息类型-->进度消息 private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler(); private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;//默认线程池 private final WorkerRunnable<params, result=""> mWorker; private final FutureTask<result> mFuture; private volatile Status mStatus = Status.PENDING;//当前状态 private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean(); private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();</result></params,> |
sDefaultExecutor指明默认的线程池是串行池,mStatus指明当前任务状态，Status是个枚举类型：
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public enum Status { /** * Indicates that the task has not been executed yet. */ PENDING,//等待执行 /** * Indicates that the task is running. */ RUNNING,//执行 /** * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished. */ FINISHED,//执行结束 } |
重点看InternalHandler实现：
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private static class InternalHandler extends Handler { @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; } } } |
InternalHandler继承自Handler，并复写了handleMessage，该方法根据消息类型做不同处理，如果任务完成，则调用finish方法，而finish方法根据任务状态(取消or完成)调用onCancelled或者onPostExecute，这两个是回调方法，通常我们会在onPostExecute中根据任务执行结果更新UI，这也是为什么文档中要求AsyncTask必须在UI线程中创建的原因，我们的Handler须与UI线程的Looper绑定才能更新UI,并且子线程默认是没有Looper的。
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private void finish(Result result) { if (isCancelled()) { onCancelled(result); } else { onPostExecute(result); } mStatus = Status.FINISHED; } |
如果是更新进度的消息(MESSAGE_POST_PROGRESS),那么调用onProgressUpdate方法。
接下来我们关注的问题是doInbackground方法在何处被调用?联想AsyncTask的使用，当我们创建好一个AsyncTask实例后，我们将调用其execute方法，所以，doInbackground方法应该在execute方法中执行，找到其实现：
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public final AsyncTask<params, result=""> execute(Params... params) { return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params); }</params,> |
并没有直接调用doInbackground，而是调用了executeOnExecutor方法:
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public final AsyncTask<params, 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; }</params,> |
executeOnExecutor方法的作用是使用指定的线程池执行任务，这里当然使用的是sDefaultExecutor,也就是SerialExecutor,但是我们注意到这个方法是公共的，也就是说我们可以手动配置线程池，让AsyncTask并行执行起来，最简单的方法就是使用内部定义好的THREAD_POOL_EXECUTOR。executeOnExecutor方法首先检查当前状态，如果不是Pending状态则抛出异常，紧接着修改状态为Running态，接着调用onPreExecute方法(预处理，相信大家不陌生)。
关键代码是exec.execute(mFuture)这一句，这行代码的作用是执行mFuture中定义好的任务，mFuture为FutureTask类型，FutureTask是Runnable的实现类(j.u.c中的)，所以可以作为线程池execute方法的参数,我们找到其定义：
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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); } } };</result> |
我们都知道，FutureTask构造时必须传入一个Callable的实现类，线程最终执行的是Callable的call方法(不明白的请看java线程并发库),所以mWorker必然是Callable的实现类:
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private static abstract class WorkerRunnable<params, result=""> implements Callable<result> { Params[] mParams; }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)); } };</params,></result></params,> |
最终，我们在WorkRunnable方法中找到了doInBackground方法,历经艰辛啊!! 剩下最后一个问题：消息是如何发送给Handler的? 1.任务执行完毕的消息是通过postResult方法发送的：
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private Result postResult(Result result) { @SuppressWarnings("unchecked") Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<result>(this, result)); message.sendToTarget(); return result; }</result> |
这个AsyncTaskResult封装了数据域和对象本身：
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private static class AsyncTaskResult<data> { final AsyncTask mTask; final Data[] mData; AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) { mTask = task; mData = data; } }</data> |
2.任务进度更新消息是通过publishProgress方法发送的：
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protected final void publishProgress(Progress... values) { if (!isCancelled()) { sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS, new AsyncTaskResult |
至此，AsyncTask源码分析完毕!
稍微做个总结： 1.AsyncTask是对线程池和Handler的封装，但是默认情况下任务是串行执行的,需注意，多个AsyncTask实例共享同一线程池(线程池是static的); 2.高并发任务并不推荐使用AsyncTask，而应该改用线程池; 3.务必在主线程中创建AsyncTask，因为AsyncTask内部的Handler在创建时必须要绑定主线程的Looper; 4.只能在doInBackground方法中执行耗时任务，其他方法如onPreExecute、onPostExecute等运行于主线程上.
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