前言
在之前的文章深入探究了Handler，《从Handler.post(Runnable r)再一次梳理Android的消息机制（以及handler的内存泄露）》我们知道了Android的消息机制主要靠Handler来实现，但是在Handler的使用中，忽略内存泄露的问题，不管是代码量还是理解程度上都显得有点不尽人意，所以Google官方帮我们在Handler的基础上封装出了AsyncTask。但是在使用AsyncTask的时候有很多细节需要注意，它的优点到底体现在哪里？还是来看看源码一探究竟。
怎么使用
来一段平常简单使用AsyncTask来异步操作UI线程的情况，首先新建一个类继承AsyncTask，构造函数传入我们要操作的组件（ProgressBar和TextView）
class MAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, String>{
private ProgressBar mProgressBar;
private TextView mTextView;
public MAsyncTask(ProgressBar mProgressBar, TextView mTextView) {
this.mProgressBar = mProgressBar;
this.mTextView = mTextView;
}
@Override
protected void onPreExecute() {
mTextView.setText("开始执行");
super.onPreExecute();
}
@Override
protected String doInBackground(Void... params) {
for(int i = 0; i <= 100; i++){
publishProgress(i);//此行代码对应下面onProgressUpdate方法
try {
Thread.sleep(100);//耗时操作，如网络请求
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return "执行完毕";
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
mProgressBar.setProgress(values[0]);
super.onProgressUpdate(values);
}
@Override
protected void onPostExecute(String s) {
mTextView.setText(s);
super.onPostExecute(s);
}
}
在Activity中创建我们新建的MAsyncTask实例并且执行(无关代码省略)：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
MAsyncTask asyncTask = new MAsyncTask(mTestPB, mTestTV);
asyncTask.execute();//开始执行
...
}
}
看看原理
在上面的代码，我们开了个单一的线程来执行了一个简单的异步更新UI的操作（哈哈，可能会觉得AsyncTask有些大材小用了哈），现在来看看AsyncTask具体是怎么实现的，先从构造方法开始：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>
AsyncTask为抽象类，并且有三个泛型，我觉得这三个泛型是很多使用者不懂的根源：
- params：参数，在execute() 传入，可变长参数，跟doInBackground(Void... params) 这里的params类型一致，我这里没有传参数，所以可以将这个泛型设置为Void
- Progress：执行的进度，跟onProgressUpdate(Integer... values) 的values的类型一致，一般情况为Integer
- Result：返回值，跟String doInBackground 返回的参数类型一致，且跟onPostExecute(String s) 的s参数一致，在耗时操作执行完毕调用。我这里执行完毕返回了个字符串，所以为String
看了这三个泛型，我们就基本上了解了AsyncTask的执行过程，主要就是上面代码重写的那几个方法，现在来仔细看，首先在继承AsyncTask时有个抽象方法必须重写:
@WorkerThread
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
顾名思义，这个方法是在后台执行，也就是在子线程中执行，需要子类来实现，在这个方法里面我们可以调用publishProgress来发送进度给UI线程，并且在onProgressUpdate方法中接收。
根据调用顺序，我们一般会重写这几个方法：
//在doInBackground之前调用，在UI线程内执行
@MainThread
protected void onPreExecute() {
}
//在执行中，且在调用publishProgress方法时，在UI线程内执行，用于更新进度
@MainThread
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
//在doInBackground之后调用，在UI线程内执行
@MainThread
protected void onPostExecute(Result result) {
}
我们来看看这个publishProgress方法是怎么来调用onProgressUpdate方法的：
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
使用obtainMessage是避免重复创建消息，调用了getHandler()然后发送消息,这里是一个单例
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
返回了一个InternalHandler：
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;
}
}
}
在判断消息为MESSAGE_POST_PROGRESS后我们发现其实内部就是调用了Handler来实现这一切，包括执行结束时调用finish方法，这个我们后面再说。从头来看一下AsyncTask的执行过程，来到execute方法：
/**
This method must be invoked on the UI thread.(这行注释为Google官方注释)
*/
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
注意！此方法必须在UI线程调用，这里就不做测试了。在这里又调用executeOnExecutor:
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
......
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
我们发现在UI线程先调用了onPreExecute()，将传入的参数赋值给mWorker.mParams，然后调用了参数exec的execute方法，并且将mFuture作为参数传入，这里就设计到了三个对象：sDefaultExecutor(在executeOnExecutor中传入)、mWorker、mFuture，来看看它们的赋值在哪里：
sDefaultExecutor：
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
......
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
......
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);
}
}
}
我们发现sDefaultExecutor的赋值默认就是SERIAL_EXECUTOR，也就是一个顺序执行的线程池，内部实现有一个任务队列。
mWorker
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
Result result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
return postResult(result);
}
};
......
}
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
在AsyncTask的构造方法中，给mWorker赋值为一个Callable（带返回参数的线程，涉及到java并发的一些基础知识，这里不赘述），并且在call方法中执行了doInBackground方法，最后调用postResult方法
mFuture
private final FutureTask<Result> mFuture;
public AsyncTask() {
......
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);
}
}
};
}
mFuture为FutureTask类型，这里将mWorker传入，在mWorker执行完毕后调用postResultIfNotInvoked方法，我们先看看这个方法：
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
其实这个方法也最后调用了postResult，在这之前做了个有没调用的判断，确保任务执行完毕后调用此方法。来看看postResult方法：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
又看到了熟悉的obtainMessage和sendToTarget发送消息，这次消息内容变为MESSAGE_POST_RESULT，再来看看我们刚才已经提到的InternalHandler的handleMessage方法：
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;
}
}
最后根据消息类型，这里调用了result.mTask.finish，result类型为AsyncTaskResult：
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
mTask的类型为AsyncTask，找到AsyncTask的finish方法：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
最后如果没有取消的话调用了onPostExecute，也就是我们之前重写的那个方法，在执行完毕后调用，并且此方法也在子线程。
多线程并发
正如开题所说，AsyncTask本质上就是对Handler的封装，在执行之前，执行中，执行完毕都有相应的方法，使用起来也一目了然，不过这还并不是AsyncTask的最大的优点，AsyncTask最适合使用的场景是多线程，开始在代码中已经看到了在AsyncTask内部有自己维护的线程池，默认的是SERIAL_EXECUTOR
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
按照顺序执行，一个任务执行完毕再执行下一个，还提供有一个支持并发的线程池：
//获取CPU数目
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心工作线程（同时执行的线程数）
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
//线程池允许的最大线程数目
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//空闲线程超时时间（单位为S）
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
//线程工厂
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());
}
};
//阻塞队列，用来保存待执行的任务（最高128个）
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
声明为static，多个实例同用一个线程池，这个是Googl官方自带的一个根据cpu数目来优化的线程池，使用方法如下：
for(int i = 0; i < 100; i++) {//模拟100个任务，不超过128
MAsyncTask asyncTask = new MAsyncTask(mTestPB, mTestTV);
asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
}
在executeOnExecutor中我们还可以传入自己自定义的线程池：
//跟默认一样的按顺序执行
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newSingleThreadExecutor());
//无限制的Executor
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newCachedThreadPool());
//同时执行数目为10的Executor
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newFixedThreadPool(10));
总结
AsyncTask使用起来的确很简单方便，内部也是Android的消息机制，并且很快捷的实现了异步更新UI，特别是多线程时也可以很好的表现，这个是我们单独使用Handler时不具备的，但是在使用过程中注意内部方法的调用顺序以及调用的时机，比如asyncTask.execute() 要在UI主线程中调用，在子线程中调用是不可以的，还有就是在使用时根据情况来决定到底应该用哪种线程池。
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