AsyncTask大家都不会陌生吧，当然现在有比如RxJava这种替代方案，但是AsyncTask我们还是要去分析的，这样我们能更好的理解Android系统是怎样运行的。AsyncTask内部封装了Thread和Handler，简化了他们的使用，我们都知道子线程中是不能更新UI的，我们需要在子线程中计算然后在主线程中更新UI，AsyncTask就提供了这么一种简便的实现方式。
简要说明AsyncTask的重要的一些函数
- AsyncTask<Params,Progress,Result>定义的三种泛型类型 Params：启动任务执行的输入参数，比如一下下载任务的Url。 Progress：异步任务的执行的百分比。 Result：后台任务执行完成返回的结果，比如下载完成返回文件的path路径。
- doInBackground()：运行在后台线程，做耗时操作，可以通过 publishProgress()方法更新进度，子线程。
- onPostExecute()：获取到doInBackground()中的result然后做出处理，比如更新UI，主线程。
- onProgressUpdate(Progress…)：更新任务进度；
- onPreExecute()：在调用Excute之前调用，可以显示进度对话框；
- onCancelled()：用户调用取消时要做的操作。
一个简单的示例，部分伪代码
public class ProgressAsyncTask extends AsyncTask<String,Integer,String> {
@Override
protected String doInBackground(String... params) {
//url代表下载地址
String url = params[0];
long totalSize = 0;
long currentSize = 0;
String filePath="";
//... URLConnection做下载操作
totalSize = 1228339;
//更新 currentSize
publishProgress(((int) (currentSize / totalSize*100)));
return filePath;
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
super.onProgressUpdate(values);
//progressDialog.setProgress(values[0]);
}
@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
//showProgressDialog();
}
@Override
protected void onPostExecute(String s) {
super.onPostExecute(s);
//showDialog("下载完成，下载地址："+s);
}
}
AsyncTask源码分析
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
private static final String LOG_TAG = "AsyncTask”;
//cpu核心数
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心线程数的区间是[2,4]
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
//线程池最大容量
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//当一个线程空闲30秒后就会被取消
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
//线程工厂 通过工厂方法newThread来创建新的线程
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
//原子整数 可以在高并发下正常工作
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
};
//静态阻塞式队列，用来存放待执行的任务，初始容量：128个
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
//静态并发线程池，可以用来并行执行任务，3.0开始，AsyncTask默认是串行执行任务，我们可以构造并行的AsyncTask
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);
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
//静态串行的任务执行器，内部实现了线程控制，循环的一个个取出任务交给并发线程池去执行
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
//消息类型 结果
private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
//消息类型 进度
private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;
//默认的任务执行器，这里使用的是串行的任务执行器，所以AsyncTask是串行的
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
//静态的Handler，AsyncTask必须在UI线程中执行是因为Handler用的是UI线程的Looper，子线程没有Looper
private static InternalHandler sHandler;
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
//任务状态 默认为挂起 标识为易变的volatile
private volatile Status mStatus = Status.PENDING;
//原子布尔型 高并发支持 任务是否被取消
private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();
//任务是否贝执行过
private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();
//串行的任务执行器，当asyncstask执行的时候会加入到任务队列中一个个执行
private static class SerialExecutor implements Executor {
//线性的双向队列 用来存储所有的AsyncTask任务
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
//当前正在执行的任务
Runnable mActive;
//将新的任务加入到双向队列中
public synchronized void execute(final Runnable r) {
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
//执行任务
r.run();
} finally {
//如果还有任务，则上一个任务执行完毕后执行下一个任务
scheduleNext();
}
}
});
//当前任务为空 则进入下一个任务
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
//从任务栈的头部取出任务，交给并发线程池执行任务
protected synchronized void scheduleNext() {
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
//任务的状态 等待执行，正在执行，执行完成
public enum Status {
PENDING,
RUNNING,
FINISHED,
}
//同步锁 初始化Handler
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
/** @hide */
//隐藏的类 设置默认线程执行器
public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {
sDefaultExecutor = exec;
}
//AsyncTask的构造函数
public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
//...
//result = doInBackground(mParams);
//...
return result;
}
};
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
@Override
protected void done() {
//...
}
};
}
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
//执行完毕发送消息
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
//返回当前任务状态
public final Status getStatus() {
return mStatus;
}
//抽象类 在子线程中执行
@WorkerThread
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
//在Execute之前执行
@MainThread
protected void onPreExecute() {
}
//任务完毕 返回结果
@MainThread
protected void onPostExecute(Result result) {
}
//更新任务进度
@MainThread
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
//Cancel被调用并且doInBackground执行完毕，onCancelled被调用，表示任务取消，onPostExecute不会被调用
@MainThread
protected void onCancelled(Result result) {
onCancelled();
}
@MainThread
protected void onCancelled() {
}
public final boolean isCancelled() {
return mCancelled.get();
}
//取消正在执行的任务
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}
public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {
return mFuture.get();
}
//sDefaultExecutor默认串行执行器 如果我们要改成并发的执行方式直接使用executeOnExecutor这个方法
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
//可以指定执行器
@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)");
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
//更新任务进度 onProgressUpdate会被调用
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
//任务执行完毕 如果没有被取消执行onPostExecute()方法
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
//AsyncTask内部Handler
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;
}
}
}
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
}
好了，源码我们分析完毕，请仔细看注释和重要函数的执行位置。其实梳理了下AsyncTask源码我们发现，它其实是内部封装了Thead和Handler，这样对外暴露一些必要的方法，符合我们六大设计原则中的迪米特原则，也就是最少知识原则，我们在使用的过程中不必关心它的内部实现，只需要在doInBackground()中做计算操作，onProgressUpdate()中更新UI就可以了。
AsyncTask的一些问题
- API 16 以前必须在主线程加载 AsyncTask，API 16 以后就不用了;
- 因为每个AsyncTask只能执行一次，多次调用同一个AsyncTask对象会出现异常。但如果要处理多个后台任务，你需要创建多个AsyncTask并执行execute()；
- API 4-11 默认是AsnckTask任务并发执行，API11后默认是顺序执行，任务是顺序执行，必须等一个任务结束才能执行下一个。但是可以通过executeOnExecutor（AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR）来进行并行执行任务，在并行执行任务时，有最大执行个数的限制
- AsyncTask需要在UI线程调用execute()函数，因为onPreExecute()在UI线程执行
参考 任玉刚《Android开发艺术探索》 基于最新版本的AsyncTask源码解读及AsyncTask的黑暗面
