Android多线程-AsyncTask工作流程(源码)

作者: 喵了个呜s | 来源:发表于2017-05-31 16:15 被阅读52次

AsyncTask的源码是很简单的，看着并不复杂。只是对Handler和ThreadPoolExecutor进行了一下封装。

基于api25（7.1）的代码，

使用起来也是很简单的，看上个就知道了。一般要继承AsyncTask并重写下面几个方法,这些方法的执行顺序一目了然：

原文地址 http://blog.csdn.net/qq_25806863/article/details/72820844

//任务执行前调用
protected void onPreExecute() {}
//执行后台任务
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
//返回任务执行结果
protected void onPostExecute(Result result) {}
//返回任务执行进度
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {}
//任务取消时调用
protected void onCancelled() {}

只有doInBackground一个方法是抽象的，必须重写，其他的可以不用重写。

然后通常的调用方法是这样的：

new MyAsyncTask().execute();

Handler和线程池

既然是对Handler和线程池的封装，就先看看封装的什么用的Handler和线程池。都是定义在AsyncTask类中。

handler

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

首先有一个变量sHandler。

InternalHandler是一个静态内部类

在这个构造方法中可以看出，InternalHandler使用了主线程也就是UI线程的Looper来处理消息，所以这个Handler收到的消息会在主线程中处理。使用这个Handler就达到了跟主线程进行交互的目的。

然后提供了一个方法getHandler，用单例来获取唯一的一个InternalHandler。

线程池

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;
    }

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
//默认的线程池
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

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);
            }
        }
    }
/** @hide */
    public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {
        sDefaultExecutor = exec;
    }

在这里可以看见连个线程池，THREAD_POOL_EXECUTOR和SERIAL_EXECUTOR,以及一个默认使用的线程池变量sDefaultExecutor。

这两个线程池关系到了为什么AsyncTask的任务是串行的。在ActivityThread中有这样一段代码：

//android.os.Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB_MR1=12
if (data.appInfo.targetSdkVersion <= android.os.Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB_MR1) {
    AsyncTask.setDefaultExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
}

看来只有当版本小于13的时候，才会将THREAD_POOL_EXECUTOR作为默认线程池，可以并行执行任务。

THREAD_POOL_EXECUTOR

其中THREAD_POOL_EXECUTOR是在静态代码块中定义的，在类加载的时候就执行了，而且只会执行一次。

直接使用ThreadPoolExecutor的构造方法来构造了一个线程池，来看一下参数：

```
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
```
核心线程数，其中CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors()表示CPU数量。最低两个，最多四个。

private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;

最大线程数，是CPU核心数的2倍+1.

```
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
```
空闲线程存活时间，30 。根据第四个参数TimeUnit.SECONDS知道是30秒。

private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

使用了LinkedBlockingQueue，超过核心线程数量的任务会在队列中排队。

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());
    }
};

这个只是给每个线程池中创建的额线程起了个名字，叫 AsyncTask # 数字，数字自增长。

然后设置语序核心线程空闲超时threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true) 。

这是一个中规中矩的线程池，然而默认使用的线程池并不是这个。而是下面的SERIAL_EXECUTOR

SERIAL_EXECUTOR

SERIAL_EXECUTOR中维护了一个双端数组队列mTasks，里面存放的Runnable。

当调用他的execute方法执行Runnable时，他会把这个Runnable的run方法和scheduleNext()方法重新加工包装成一个新的Runnable放在队列中。

然后下面会判断mActive是不是空的，第一次肯定是空的，所以会执行scheduleNext()方法。

在这个方法中，会调用队列的poll方法取出一个Runnable,然后调用上面的线程池THREAD_POOL_EXECUTOR来执行任务。

因为每个任务经过加工都加上了scheduleNext()方法，所以队列中的任务都会按顺序执行完。

由此可见，这个队列仅仅起到一个排序功能，是各个任务依次执行，真正的执行还是交给了线程池SERIAL_EXECUTOR.

AsyncTask的其他内部类

状态Status

AsyncTask有一个枚举类定义了三个状态：

public enum Status {
    /**
     * Indicates that the task has not been executed yet.
     * 表明任务尚未执行
     */
    PENDING,
    /**
     * Indicates that the task is running.
     * 表明任务正在执行
     */
    RUNNING,
    /**
     * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished.
     * 表明onPostExecute已经结束
     */
    FINISHED,
}

当然就有一个表示状态的变量,mStatus默认是Status.PENDING:

private volatile Status mStatus = Status.PENDING;

WorkerRunnable

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
    Params[] mParams;
}

这个类就是个CallAble接口，里面增加了一个参数数组。

AsyncTaskResult

这个类其实就是个存储类，保存了一个AsyncTask和Data[].

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

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

运行过程

上面的都准备好了，下面就能运行了。

看着调用方法：

new MyAsyncTask().execute();

先实现一个AsyncTask,这时要定义三个参数类型，

AsyncTask<Params, Progress, Result>

先new一个，然后调用execute方法

new的时候肯定会调用构造方法

构造方法

AsyncTask的构造方法中初始化了两个变量：

private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();
public AsyncTask() {
    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);
            }
        }
    };
}

mWorker前面看到了，是一个WorkerRunnable，所以要重写call方法。

这个任务其实才是后台任务，所以这个任务就是真正的AsyncTask的任务了。

然后就调用了doInBackground(mParams)，把参数穿了进去。

mFuture是个FutureTask，他把上面的mWorker又进行了一次包装，会先执行mWorker的call方法中的内容，再执行done()。

execute

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}

这个方法是真正开始执行任务的方法，一般都会传入个参数Params。

里面直接调用了executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)方法，使用的线程池是默认的，也就是上面的SERIAL_EXECUTOR。串行执行任务。

onPreExecute

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;
}

这里先判断任务的状态mStatus，如果是正在运行或者说运行结束了，都会抛异常。所以一个任务只能执行一次executef方法，一个任务只能执行一次，不能重复执行。

当mStatus是PENDING的时候，先mStatus = Status.RUNNING表示任务正在执行了。

然后就调用到了onPreExecute()方法。

mWorker.mParams = params前面看见WorkerRunnable中有一个变量Params[] mParams，保存了传入的参数。

一直到这时候都还是在原来的线程中运行，并没有开启多线程。所以这个方法也是在原来的线程中运行的。

然后调用传入的线程池的execute方法，来执行构造方法中新建的mFuture。这个时候就使用线程池开新线程了。

doInBackground

mFuture里有个mWorker,会执行他的call方法，这个方法中的内容都会在子线程中运行，其中包括了doInBackground，他的参数mParams是WorkerRunnable里的变量。：

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
    public Result call() throws Exception {
        mTaskInvoked.set(true);
        Result result = null;
        try {
            ...
            result = doInBackground(mParams);
            ...
        } catch (Throwable tr) {
            mCancelled.set(true);
            throw tr;
        } finally {
            postResult(result);
        }
        return result;
    }
};

首先把mTaskInvoked设置为true表示这个任务已经开始了。

然后调用重写过的doInBackground方法，运行咱们需要后台运行的任务。

doInBackground有一个返回值，也是个泛型。

出现异常时，将mCancelled设置为true,表示任务取消了。

最终都会调用postResult(result)方法。

这个方法也很简单：

private Result postResult(Result result) {
    Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}

getHandler()前面知道是通过单例获取到一个使用主线程Looper创建的Handler,就是InnerHandler,所以他对消息的处理会回到主线程中。

然后通过这个Handler发送消息，消息内容是new AsyncTaskResult<Result>(this, result)。前面也看了这是个载体，将这个AsyncTask本身和后台任务doInBackground的返回结果传了进去。

然后整个工作就完成了。

onProgressUpdate

这个方法用来更新进度，不能直接调用，要通过publishProgress方法来调用。

在doInBackground，通常会手动调用publishProgress方法来更新进度

protected final void publishProgress(Progress... values) {
    if (!isCancelled()) {
        getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
    }
}

这个方法贤惠判断任务是否取消，如果取消了就什么都不做。

没取消就也用InnerHandler发送消息，内容是new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)。传入当前的AsyncTask和进度信息values.

这些方法最终都是以通过Handler发送个消息结束，所以后面的就是Handler的事了

之前已经看过了这个类：

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;
        }
    }
}

在handleMessage中能看到，result是个AsyncTaskResult类型，在前面也知道这个里面保存了AsyncTask和要传递的数据。前面两个消息携带的信息也是这个类型。

当msg.what==MESSAGE_POST_PROGRESS的时候，表示要更新进度，就先从result中拿到里面的AsyncTask->result.mTask，然后调用他的onProgressUpdate方法，参数是result中的mData->result.mData。

如果重写过这个方法，就可以根据这个值更新进度。

onPostExecute

当msg.what==MESSAGE_POST_RESULT的时候，表示有结果了，这是后台任务已经执行结束了。

调用里面的AsyncTask的finish方法，参数是消息里的mData。

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

里面也是先判断是否取消，取消了就调用取消的回调onCancelled，没取消就调用正常的回调onPostExecute，并最后把任务状态改为Status.FINISHED。

整个任务结束。

Android多线程-AsyncTask工作流程(源码)

Handler和线程池

handler

线程池

THREAD_POOL_EXECUTOR

SERIAL_EXECUTOR

AsyncTask的其他内部类

状态Status

WorkerRunnable

AsyncTaskResult

运行过程

构造方法

execute

onPreExecute

doInBackground

onProgressUpdate

onPostExecute

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