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Android AsyncTask(2)-原理与源码解析

Android AsyncTask(2)-原理与源码解析

作者: 明镜本清净anany | 来源:发表于2016-02-22 18:07 被阅读249次

    上一节我们知道,想要启动一个AsyncTask,首先需要创建一个AsyncTask对象然后调用execute方法。例如:

    new DownloadFilesTask().execute();
    

    DownloadFilesTask继承自AsyncTask需要指定3个泛型参数:

    private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
            
          protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
          }
            
          protected Long doInBackground(URL... urls) {
              int count = urls.length;
              long totalSize = 0;
              for (int i = 0; i < count; i++) {
                  totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
                  publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));
                  // Escape early if cancel() is called
                  if (isCancelled()) break;
              }
              return totalSize;
          }
     
          protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
              setProgressPercent(progress[0]);
          }
     
          protected void onPostExecute(Long result) {
              showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
          }
      }
    

    一、AsyncTask构造函数

    首先先从AsyncTask的构造函数说起:

    /**AsyncTask的构造函数源码片段**/
    public AsyncTask() {
     
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
                public Result call() throws Exception {
                
                    mTaskInvoked.set(true);
                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                
                    Result result = doInBackground(mParams);
                    Binder.flushPendingCommands();
                    return postResult(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) {
                   ...
                   e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }
    

    在AsyncTask构造函数中初始化了两个对象:WorkerRunnable和FutureTask,分别赋值为mWorker、mFuture。这两个对象初始化都实现了两个回调方法,当用户执行了execute方法的时候在特定情况下会触发这两个对象的回调方法,下面我们就开始详细分析这两个对象。

    结论:doInBackground是在WorkerRunnable的call方法中被回调执行的

    WorkerRunnable【mWorker】

    由于WorkerRunnable实现了Callable接口,所以在AsyncTask的构造函数中实例化WorkerRunnable时,必须实现call()方法。其中还需要指定泛型参数Params和Result。这样在回调了call方法之后,就能返回Result。

    /** WorkerRunable类**/
    private static abstrat class WorkerRunable<Params, Result> implements Callable<Result> 
    {
            Params[] mParams;
    }
    
    /** Callable接口**/
    public interface Callable<V> 
    {
        
        V call() throws Exception;
    }
    

    现在我们暂时只需要知道当执行execute的时候会回调WorkerRunnable的call方法。

    FutureTask【mFuture】

    从上面的AsyncTask的构造函数源码中可以看到,在构造FutureTask对象初始化时,mWorker是作为参数传递进来的。从FutureTask的构造函数也看出来了FutureTask需要一个Callable对象。

    /** FutureTask的构造函数**/
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
            if (callable == null)
                throw new NullPointerException();
            this.callable = callable;
            this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
        }
    

    【在这里不禁可以提前猜测出一个信息了,既然FutureTask把WorkerRunnable传递进来了,那WorkerRunnable的回调方法call肯定是在FutureTask中调用的】

    来看看FutureTask这个类:



    可以看出,FutureTask是实现了RunnableFuture接口,而这个接口继承了Runnable、以及Future。


    通过上面两个类,发现其实FutureTask中的get方法实现了Runnable的阻塞和返回执行完毕的数据(泛型V)。

    我们再来看FutureTask的run方法,豁然开朗,原来WorkerRunnable中的回调方法call果然是在这里调用的。


    结论:WorkerRunnable中的回调方法call()是在执行FutureTask的run方法后回调的。当WorkerRunnable的call方法执行完毕后将返回数据给FutureTask。

    疑问:那么,FutureTask的run方法又是被谁调用的呢?


    二、execute()方法

    很显然,FutureTask的run方法肯定需要AsyncTask执行execute方法后才会执行。

     private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
     
     public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
     
     /** AsyncTask类的execute方法**/
     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }
    

    当执行execute方法时,其实是调用的executeOnExecutor方法。这里传递了两个参数,一个是sDefaultExecutor,一个是params。从上面的源码可以看出,sDefaultExecutor其实是一个SerialExecutor对象。params其实最终会赋给doInBackground方法,就是用户实现回调的方法,这个后面会看到。

    executeOnExecutor

    我们现在先来看executeOnExecutor方法。

    /** AsyncTask类的executeOnExecutor方法**/
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
        
        ...
        mStatus = Status.RUNNING;
    
        onPreExecute();
    
        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);
    
        return this;
    }
    

    看到木有?在这个方法中,最先先执行了onPreExecute()方法,此时便会回调到用户自定义AsyncTask的实现方法onPreExecute【看本文最顶部第一个例子的代码】。onPreExecute可以用来做一些后台任务执行之前的准备工作。


    通过上面的代码可以看出,执行到exec.execute(mFuture)这里时传递进去了一个mFuture,这个mFuture就是之前AsyncTask构造初始化赋值的FutureTask。exec其实就是之前执行AsyncTask.execute()方法时传递进来的参数sDefaultExecutor,刚刚也说了这个sDefaultExecutor其实就是SerialExecutor对象。嗯,exec就是SerialExecutor对象。

    SerialExecutor

    我们可以看到,之前exec.execute(mFuture)执行时,SerialExecutor将FutureTask作为参数执行execute方法。在SerialExecutor的execute方法中,这里通过一个任务队列mTasks把FutureTask插入进了队列中,执行r.run,其实就是执行FutureTask的run方法,因为传递进来的r参数就是mFuture。

    /** AsyncTask对象中的SerialExecutor成员变量【内部类】 **/
    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);
            }
        }
    }
    

    结论:FutureTask的run方法是在SerialExecutor的execute方法中执行的。

    其实在这里,SerialExecutor实现了一个任务的排队算法。当一个AsyncTask任务开始execute时,首先执行FutureTask的run方法,然后finally执行scheduleNext方法,然后执行THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法。继续往下,如果mActive为空,就会继续调用scheduleNext方法执行下一个AsyncTask任务,说白了就是当mActive这个Runnable执行完毕之后,才会继续调用 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)。这样SerialExecutor便实现了串行的任务队列。

    结论:SerialExecutor只是实现任务队列,真正执行线程池的是THREAD_POOL_EXECUTOR。


    前面我们已经知道,FutureTask的run方法在SerialExecutor的execute方法中执行了,然后由 mTasks.offer 封装成一个Runnable(mActive)给THREAD_POOL_EXECUTOR。

    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
    

    到这里,FutureTask的run方法要开始回调WorkerRunable的call方法了。是不是已经开始晕了,2333。撑住 !!!! 接下来我们还要看WorkerRunable的回调call方法:
    oh my god ! 终于开始回调doInBackground方法了。看到现在已经很明白了,doInBackground的执行不是在主线程中。

    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
    
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };
    

    doInBackground(mParams)执行完后返回result,接着再继续执行postResult方法,并将返回的result作为参数传递进去。现在我们来看postResult方法,当当当当,Handler开始登场了。这里在执行完doInBackground后直接发送了一个消息给Handler,那么这个Handler又是哪个呢?

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

    继续看getHandler方法:

    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());
        }
    
        @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;
            }
        }
    }
    

    之前执行postResult的时候,obtainMessage传递的参数是:MESSAGE_POST_RESULT和AsyncTaskResult<Result>(this, result)),然后message.sendToTarget()开始发消息,并在InternalHandler的handleMessage中开始处理消息。

    结论:doInBackground执行完后立即发送了一个消息给InternalHandler

     private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }
    
    private static class AsyncTaskResult<Data> {
        final AsyncTask mTask;
        final Data[] mData;
    
        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
            mTask = task;
            mData = data;
        }
    }
    

    由于传递的是MESSAGE_POST_RESULT,所以执行mTask.finish方法。这个时候doInBackground已经执行完了并返回了result,便开始执行onPostExecute方法,并将result传递进去。因为InternalHandler是通过Looper.getMainLooper()获得的,所以是在主线程,所以最后onPostExecute方法便又回到了主线程执行。这个时候onPostExecute就可以拿到doInBackground异步执行返回的result,直接更新UI。

    结论:InternalHandler获得消息后执行onPostExecute回调方法,一个AsyncTask任务便到此结束

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