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从设计模式角度了解AsyncTask -- 模板方法模式

从设计模式角度了解AsyncTask -- 模板方法模式

作者: cpMark | 来源:发表于2017-12-05 12:26 被阅读0次

    AsyncTask为Android封装的轻量级异步类,用法简单。但是在这个简单的异步类里面其实包含了很多的知识点,本文主要是从设计模式 -- 模板方法来简单分析其在AsyncTask中的使用。先说一下模板方法的定义:

    模板方法:针对一个特定问题,它的解决步骤是已知、并且是固定的,但是步骤中的具体的解决方式,由于不同需求可能不同,所以出现了模板方法(固定,不可改变),在该方法中定义了步骤(方法),子类只需要根据需要重写相应步骤方法即可。

    我们先看下AsyncTask的简单使用:

    //创建异步任务并执行
     new AsyncTask<Void,Void,Void>(){
          @Override
          protected Void doInBackground(Void... params) {
                return null;
          }
    }.execute();
    

    首先我们来看一下的AsyncTask构造函数:

    /**
     *  AsyncTask构造,必须在UI线程调用本构造,创建异步任务
     */
    public AsyncTask() {
            //WorkerRunnable为Callable<Result>接口实现类
            mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
                public Result call() throws Exception {
                        ...省略几行代码
                        //调用doInBackground
                        result = doInBackground(mParams);
                        ...省略几行代码
                    } ...省略异常捕获
                    finally {
                        //将使用Hanlder发送结果到主线程
                        postResult(result);
                    }
                    return result;
                }
            };
    
            //可以简单认为就是一个Runnable子实现类
            mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
                @Override
                protected void done() {
                    try {
                        //判断是否执行过,未执行的话会调用postResult
                        postResultIfNotInvoked(get());
                    } ...省略异常捕获
                }
            };
        }
    

    可以看出,在AsyncTask的构造函数中主要是构造了两个对象,mWorker 和mFuture ,mWorker 为Callable接口实现类,主要是重写call方法,一会在线程池执行的时候会调用;mFuture为FutureTask接口实现类,重写run方法,FutureTask为Runnable的子类。

    执行异步任务一共有两个方法execute和executeOnExecutor,不过两者实际上是一样的,因为execute也会调用executeOnExecutor,所以我们直接看executeOnExecutor方法:

     /**
      * 执行异步任务,需要在UI线程调用,会返回异步任务引用
      */
      @MainThread
      public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
                Params... params) {
            ...省略几行代码
            //执行该方法,可以做初始化操作(在UI线程)
            onPreExecute();
            
            ...省略几行代码        
    
            //线程池开始执行任务(会将mFuture添加到当前队列的尾部),会调用mFuture的run方法。
            //在线程池中每次执行完毕都会从队列中获取第一个任务元素来执行,直到全部执行完毕
            exec.execute(mFuture);
    
            return this;
      }
    

    executeOnExecutor中使用exec,即线程池来执行execute,我们就以默认的SerialExecutor来分析:

     public synchronized void execute(final Runnable r) {
                mTasks.offer(new Runnable() {
                    public void run() {
                        try {  
                            //调用传递进来的Runnable的run方法(实际上为mFuture的run方法)
                            r.run();
                        } finally {  
                            //获取下一个任务来执行
                            scheduleNext();
                        }
                    }
                });
                if (mActive == null) {
                    scheduleNext();
                }
            }
    

    在SerialExecutor的execute方法中我们看到它调用例如r.run,r即为我们前面传递进去的mFuture,我们看下构造中的mFuture的run方法:

    public void run() {
            ...省略几行代码        
            //调用Callable的call方法(实际上就是AsyncTask构造中所初始化的mWorker)
            result = c.call();
            ...省略几行代码    
        }
    

    c即为我们传递进去的mWorker实例,mWorker的call方法为:

     public Result call() throws Exception {
                        ...省略几行代码
                        //调用doInBackground
                        result = doInBackground(mParams);
                        ...省略几行代码
                    } ...省略异常捕获
                    finally {
                        //将使用Hanlder发送结果到主线程
                        postResult(result);
                    }
                    return result;
                }
    

    可以看到这里调用了doInBackground,最后还会调用postResult方法,postResult会使用基于UI线程的Handler对象(InternalHandler 实例),将结果发送到UI线程:

     private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        //使用Handler获取缓存Message对象,有则直接使用,没有则新建(Message使用了享元模式,防止大量创建Message从而消耗性能)
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                    new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }
    

    自定义Hanlder类:

    private static class InternalHandler extends Handler {
            //定义UI线程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:
                        // 执行完毕,回调finish
                        result.mTask.finish(result.mData[0]);
                        break;
                    case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                        //回调进度刷新(需要注意的是这个方法要回调,需要调用publishProgress才会触发)
                        result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                        break;
                }
            }
        }
    

    AsyncTask的finish方法

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

    从以上流程就可以看出AsyncTask.execute的执行流程:onPreExecute() --> doInBackground() --> publishProgress() --> onProgressUpdate() --> onPostExecute()。这整个流程都是从execute/executeOnExecutor开始的,它们被定义为final类型,原因就是异步任务的步骤是固定的,就是以上几个步骤,但是具体这个异步任务要做什么,就需要子类根据自身需求来确定,只要重写相应的方法即可。这就是模板方法模式的一个简单分析,在Android中其实还有很多使用到了模板设计模式,只是我们没有去在意,比如:Activity/Fragment的生命周期等。如果有什么不足之处还请指出,一起进步。

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