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Android中AsyncTask的执行过程

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AsyncTask是由Android提供的一个轻量级的异步类,其内部分封装了线程池和Handler。相信绝大多数的Android开发者都接触过它,简单粗暴的就实现了异步网络请求,UI更新。在开始源码分析执行过程前,先看一张图,主要抽取了执行过程中比较关键的几个属性。

这里写图片描述

下面开始进行源码的分析,先从一段简单的示例代码开始。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private ProgressDialog dialog;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        dialog = new ProgressDialog(this);
        dialog.setMax(100);
        dialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
        dialog.setCancelable(false);

        new MyAsyncTask().execute();
    }

     class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Integer,Boolean> {
        private int counter=0;

        //当我们调用了execute(),即开始执行异步任务时调用,做一些初始化操作
        @Override
        protected void onPreExecute() {
            dialog.show();
        }

        //在这里处理所有的耗时任务,会在子线程中执行,返回的结果会传递给onPostExecute()中的参数
        @Override
        protected Boolean doInBackground(Void... voids) {
            while (true){
                counter++;
                //获取当前任务进度,会执行onProgressUpdate,更新状态
                publishProgress(counter); 
                try {
                    Thread.sleep(30);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (counter>=100){
                    break;
                }
            }
            return true;
        }

        //处理来自publishProgress的信息
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            dialog.setProgress(values[0]);
        }

        //对doInBackground返回的结果进行处理
        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean b) {
            if (b){
                dialog.dismiss();
            }
        }
    }
}

根据上面的代码,可以知道AsyncTask需要在主线程中实例化,执行execute();每个方法的作用已经注释,接下来说明下AsyncTask<>中的三个参数:

第一个参数:执行execute()需要输入的参数,会在doInBackground()中处理后台任务时使用。
第二个参数:如果需要清楚后台任务的进度,可以通过这个参数转换成进度单位,在onProgressUpdate()中显示。
第三个参数:这个参数是doInBackground()在任务完毕时返回的参数,会传递给onPostExecute().

蓄能完毕,面对疾风吧~~

1、我们从上面的示例代码获取MyAsyncTask示例开始,这时看看AsyncTask源码构造函数中做了什么事:

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);
                }
            }
        };
    }

啥也没看出来,只知道初始化了三个变量值^_^。细分析下:还是有的么,在初始mFuture 时mWorker作为参数传入,从上面图中可以知道mWorker是一个Callable(WorkerRunnalbe)对象,重写了call()方法,在call方法里面可以看到一个关键性的字眼doInBackground,这就说明(顺利进行的情况下),任务的执行最终会调用mWorker的call方法。打完,收工!

如果你以为到这就结束了,送哥们两个字“呵呵”。折腾的还在后面呢。

2、来,一起看看为什么最终会调用mWorker的call方法。上面我们已经获取了实例,那下面就是开始执行了, new MyAsyncTask().execute();研究下execute()做了什么事情。

  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;
    }

进去execute里面,发现又调用了executeOnExecutor;可以看到,在executeOnExecutor里面,把AsyncTask的状态为RUNNING,然后调用onPreExecute(),这个地方依然是执行在主线程当中的,因此,可以在onPreExecute中做一些初始化操作。

mWorker.mParams = params; 把传入的参数保存在mWorker中;

跟着就到了exec.execute(mFuture); exec即是传入的sDefaultExecutor,看下面的代码就知道这个是什么了。

  public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

根据上面的代码,exec.execute(mFuture)其实就是执行了SerialExecutor的execute方法。脑海中时刻幻想着最上面的图片(^▽^)

3、接下来我们看下execute里面做了什么事。

 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);
            }
        }
    }

这时,我们可以看出,执行SerialExecutor的execute时会把mFuture加入mTasks队列中。然后通过scheduleNext一个接一个的取出来,从这里我们就可以得知,AsyncTask是串行的执行任务。而SerialExecutor 这个线程池只是给AsyncTask任务排队。真正执行任务其实是THREAD_POOL_EXECUTOR线程池,看下面代码:

  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;
    }

这里暂时先不讲ThreadPoolExecutor这个类,后续会发一篇针对线程池的文章。再回看THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)这行代码,启动真正的任务执行时,传入mActive,这个是从mTasks中取出来的,也就是说THREAD_POOL_EXECUTOR执行任务时,会执行mFuture.run();mFuture是FutureTask类的实例。

4、我们看下FutureTask中的run方法中做了什么事:

 public void run() {
        if (state != NEW ||
            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, 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);
        }
    }

根据上面代码,我们可以看到FutureTask类的run方法里面获取了一个Callable对象,调用了c.call()执行。而上面AsyncTask的构造函数中,初始化FutureTask对象mFuture时,传入了WorkerRunnable对象mWorker。

突然之间,脑门大开,AsyncTask的执行过程原来这么………剩下两字儿哥们幻想下(^▽^)!

5、到此,我们已经知道了AsyncTask是怎么处理后台任务的了,接下来就是对结果的处理了,看WorkerRunnable的call方法里面做了什么事,也就是在初始化mWorker时,看下面代码:

   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;
            }
        };

重新复制了构造函数的代码,大家就不用翻上去看了。不用说谢谢(^▽^)!
在call方法中执行doInBackground时返回一个result,然后 postResult(result);

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

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

通过上面代码可以发现,把result封装在AsyncTaskResult中,通过handler发送消息至handleMessage中处理。getHandler()返回的是,已经在构造函数中初始化好的mHandler;

6、接下来再看下mHandler的初始化过程:

  mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);

 private static Handler getMainHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
            }
            return sHandler;
        }
    }

 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:
                //更新任务进度
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }

根据上面的代码,我可以看到,最终的结果是在AysncTask的finish方法中完成的。一起看看finish里面的代码:

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

在这里通过isCancelled()判断当前AsyncTask的任务是否已经取消,如果没有,则通过onPostExecute()处理相应结果。

AsyncTask的执行过程到这里已经基本完毕了。这时我们应该知道为什么要在主线程里面去创建AsyncTask对象,并调用execute了。这次分析的AsyncTask是源码6.0以上的,对于一些低版本的会有区别,在这方面网上已经有好多博客有写,这里就不在赘述。关于AsyncTask在开发中的一些缺陷和需要注意的问题:在这里给大家提供一个链接,点击这里

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