AsyncTask原理分析與版本差異

1、概述

AsyncTask是一個輕量級的異步任務類,并可以將結果與執行進度實時傳遞給主線程,讓主線程進行UI更新。

2、相關參數與方法
  • public abstract class AsyncTask<Params,Progress,Result>。三個泛型參數分別代表了參數值類型,進度類型,返回結果類型。
  • onPreExecute(),在主線程中執行,在異步任務開始之前調用。
  • doInBackground(Params...params),在線程池中執行,用來進行異步任務。
  • publishProgress(Progress... values),可以在doInBackground方法中進行調用來通知主線程中更新進度的方法,來進行進度更新
  • onProgressUpdate(Progress... values) ,主線程中更新進度的方法。用來更新UI中的進度
  • onPostExecute(Result result),當正常完成的時候,調用的方法,此方法也在主線程中執行。
  • onCancelled(),當任務被取消的時候此方法會被調用,onPostExecute方法不會被調用。
3、基本使用
任務所需參數類型為String,進度類型為Integer,返回結果類型為String
    class MyAsyncTask extends AsyncTask<String,Integer,String>{

        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
            //Todo:做一些準備與初始化操作。
        }

        @Override
        protected String doInBackground(String... strings) {
            //Todo:異步任務

            //Todo:通知進度
            publishProgress(10);

            if (isCancelled()){
                //Todo:判斷任務是否被取消掉了,如果被取消掉了,就停止異步任務
                return "";
            }

          //返回結果
            return null;
        }


        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
            //Todo:得到進度并更新UI
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String s) {
            super.onPostExecute(s);
            //Todo:任務完成之后會進行調用。如果任務被取消將不會調用此方法。
        }

        @Override
        protected void onCancelled() {
            super.onCancelled();
            //Todo:任務被取消之后會進行調用。
        }
    }
//創建實例對象并使用execute開始任務,參數為處理任務所要參數。
 new MyAsyncTask().execute("www.baidu.com");
4、原理分析
  • 首先我們來看一下AsyncTask的構造方法
    public AsyncTask() {
        this((Looper) null);
    }

    public AsyncTask(@Nullable Handler handler) {
        this(handler != null ? handler.getLooper() : null);
    }


    public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
        mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);

        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
                Result result = null;
                try {
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                    //noinspection unchecked
                    result = doInBackground(mParams);
                    Binder.flushPendingCommands();
                } catch (Throwable tr) {
                    mCancelled.set(true);
                    throw tr;
                } finally {
                    postResult(result);
                }
                return 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) {
                    throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }
  • 從27的AsyncTask源碼中我們可以看出:第一步:AsyncTask有三個構造方法,最終都會調用AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper)這個構造方法,首先AsyncTask會初始化一個Handler用來處理消息,而默認情況下,會拿我們主線程的looper構建我們的Handler,所以我們所有的消息處理都是在主線程當中的。
  • 第二部,AysncTask將我們參數與返回值封裝成一個WorkerRunnable對象,又將WorkerRunnable封裝為FutureTask(執行在線程中的Runnable),FutureTask中的run方法會調用WorkerRunnable的Call方法,在任務執行的時候(在線程池中被子線程)被調用,mTaskInvoked會設置為true表示任務已經執行,然后調用doInBackgroud方法傳入參數并返回result結果,并最終調用postResult返回結果。
    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

    private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

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

通過pstResult的源碼我們可以看出。使用了Handler發送了一個消息,而我們的Handler在默認構造的時候是InternalHandler 。可以看到處理MESSAGE_POST_RESULT的時候調用的finish方法,判斷是否是被取消,如果被取消就調用onCancelled方法,如果沒有被取消調用onPostExecute方法, 所以onCancellde和onPostExecute方法都是在主線程中執行的。

  • 接下來我們來分析任務是怎么異步進行的。我們從execute方法來分析。
   public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }
    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;
    }

execute方法調用了executeOnExecutor方法。在這個方法中我們可以看到首先調用onPreExecute()方法;此方法會在AsyncTask.execute方法調用的線程中執行。最先執行的方法。然后調用exec.execute(mFuture)方法,exec是一個SerialExecutor對象

   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);
            }
        }
    }
    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;
    }

從它的源碼中我們可以看出,他是一個線程池。但是他里面只有一個存放任務的ArrayDeque隊列。在execute方法中用offer方法把任務加到隊列當中,如果沒有任務在執行的話就調用scheduleNext方法執行任務,而當任務完成之后如果還有任務,還會調用這個方法繼續執行,從這里我們可以看出AsyncTask方法是串行執行任務的。我們在scheduleNext方法中可以看到其調用了THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法執行任務,而THREAD_POOL_EXECUTOR是一個線程池。所以這里才是真正執行任務的線程池。
對于publishProgress和onProgressUpdate這兩個方法的源碼大家可以自己看一下,只是用了handler將消息發送到主線程而已,源碼比較簡單。

5、各版本中的差異

在Android1.6之前AsyncTask是串行執行任務的,在1.6的時候修改成了線程池并行處理任務,但是從3.0開始,為了避免并發錯誤,又改為用一個線程串行執行任務,但是保留了executeOnExecutor方法來并行的執行任務,參數為THREAD_POOL_EXECUTOR。

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