AsyncTask 源码浅析

作用

是围绕Handler和Thread开发的帮助类,方便开发者在子线程执行几秒钟以内的耗时任务，在主线程返回任务执行的结果。简而言之，是对异步操作的封装

四个重要回调方法

• onPreExecute()
• doInBackground()
• onProgressUpdate()
• onPostExecute()

只有doInBackground()在线程池执行，其余方法在主线程执行

执行过程

1. 编译期创建线程池

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
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());
    }
};

private static final BlockingQueue<Runnable> 
sPoolWorkQueue =new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
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);
    //超过闲置等待时间后允许回收所有线程，包括核心线程
    threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
    THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
//默认的Executor
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

THREAD_POOL_EXECUTOR即AsyncTask的线程池之一，根据Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4))设置线程池的核心线程数最小为2，最大为4，最大线程数为CPU_COUNT * 2 + 1，线程闲置等待时间为30秒，任务队列LinkedBlockingQueue最大长度为128，线程工厂设置线程的name为AsyncTask # i++

THREAD_POOL_EXECUTOR和SERIAL_EXECUTOR会被所有AsyncTask实例共用

2. 构造方法

只做了两件事，初始化mWorker（也就是Callable）和mFuture(也就是FutureTask) 属于Java并发包下的两个类，下面对他们进行简单的介绍

• Callable 简单来说就是可以抛出异常的，有返回值的Runnable
• FutureTask 扩展了RunnableFuture，而RunnableFuture又扩展了Runnable和Future。将会执行构造方法传入的Callable，并取得返回值

虽然这两个类里的方法还没有被调用
但是我们却可以很清晰的看见整个AsyncTask的工作流程了

    public AsyncTask() {
        //实现了Callable
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                //标识有任务被调用了
                mTaskInvoked.set(true);
                Result result = null;
                try {
                    //标准的后台线程优先级，优先级不是太高 
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                    //调用我们的四个重要抽象方法之二
                    result = doInBackground(mParams);
                    Binder.flushPendingCommands();
                } catch (Throwable tr) {
                    mCancelled.set(true);
                    throw tr;
                } finally {
                    //Handler调用，暂且按下不表
                    postResult(result);
                }
                return result;
            }
        };

        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
                try {
                    //处理未能顺利完成调用的情况
                    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);
                }
            }
        };
    }

3. executeOnExecutor

所有的执行命令最终都会调用这个方法
所以是我们开始使用AsyncTask的第一站
这个方法只能在主线程调用

    @MainThread
    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)");
            }
        }
        //设置状态为RUNNING
        mStatus = Status.RUNNING;
        //调用我们四个重要抽象方法之一
        onPreExecute();
        //把Params传给我们实现Caller的Worker
        mWorker.mParams = params;
        //调用Executor执行，同时把我们的FutureTask传进去
        //默认的Executor是在编译器就初始化好的SERIAL_EXECUTOR，串行执行
        exec.execute(mFuture);
        return this;
    }

接下来会调用Executor.execute()
下面看一下我们默认的Executor，也就是SerialExecutor

    private static class SerialExecutor implements Executor {
        //线性双端队列
        final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            //提交一个Runnable到双端队列
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //运行我们的mFuture，忘记了这是啥？回去看第二部分
                        r.run();
                    } finally {
                        //调度下一个
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            //如果没有正在活动的任务，就调度下一个
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }
        
        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                //终于提交到线程池执行了，THREAD_POOL_EXECUTOR是啥？忘了的话去看第一部分
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

4. THREAD_POOL_EXECUTOR中的调用

这一部分其实已经超出了我们分析的范围了，所以 我们不会去关心线程池的实现，而是理一理调用流程就好

记住了，我们execute到线程池的Runnable，是poll到ArrayDeque的Runnable，这个Runnable中调用了mFuture.run()，

我们关心的是传到线程池的Runnable

    public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

这个方法没啥说的，就是做一下检查，然后调用addWorker()，这个方法里面，会找到一个由ThreadFactory创建的线程，这个第一部分我们有交代，然后在这个线程中调用Runnable.run()，最终调用到mFurture.run( )

    public void run() {
        if (state != NEW ||
            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            //构造方法传进来的callable，对应于AsyncTask中的mWorker，我们第二部分有讲
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    //调用mWorker.call()，并且取得返回值。我们第二部分有讲
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            runner = null;
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

这里面都是在子线程操作了哈，调用了mWorker.call()，回调了四个重要抽象方法的doInBackground()哈，然后这个方法的返回值作为result，这个result交给Handler了咯，完了后调用mFuture.done()

5. Handler中的调用

先看看mWorker.call()中的postResult(result);
这里面都是在子线程执行的，所以用Handler返回主线程

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        //result是我们在doInBackground()返回的值
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

    private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return 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:
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }

case MESSAGE_POST_RESULT: 调用了finish()

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

最后调用onPostExecute(result)，整个流程结束

publishProgress()还是借助的AsyncTaskResult<DATA>，没什么好分析的，但是代码还是贴出来

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

总结

AsyncTask利用Java并发包下的FutureTask来封装了一次请求的信息，SerialExecutor来保证串行执行，利用THREAD_POOL_EXECUTOR线程池在子线程执行任务，用Handler返回主线程

线程池中子线程执行的是在SerialExecutor中添加到ArrayDeque的Runnable，这里面会串行的调用Runnable中的mFuture.run()，mFuture.run()会调用mWorker.call()，mWorker.call()会回调doInBackground()并且取得返回值

优点

• 足够的轻巧，全局维护仅一个线性的队列，一个线程池
• 相比Handler来说，足够的方便
• 编写好一个AsyncTask后，有一定的复用性

缺点

• 需要继承AsyncTask，如果它作为Activity的内部类，要小心内存泄漏
• 虽然提供了一个API来取消一次请求，但是不一定能够取消掉
• 一次事件的起因和结果是耦合在一起的
• 除了足够轻巧，都不如RxJava，体现在你无法合理的控制流程，怎么合并多个任务？怎么串联多个任务？怎么拆分多个任务？流程中出现错误怎么办？

终上所述，AsyncTask的使用价值以及不足够明显，我们不需要再使用它了