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Android AsyncTask 源码解析

Android AsyncTask 源码解析

作者: koguma | 来源:发表于2016-11-10 15:41 被阅读111次

标签:Android AsyncTask 源码解析


1.关于AsyncTask

1.1 什么是AsyncTask?

根据Google的官方文档

This class allows you to perform background operations and publish results on the UI thread without having to manipulate threads and/or handlers.

AsyncTask允许我们执行后台操作并在UI线程中更新结果,而不用去操作threads或handlers。这句解释很明显的告诉了我们:AsyncTask是一个thread和handler的封装。

1.2 为什么使用AsyncTask?

既然AsyncTask只是一个封装,那它到底帮我们解决了哪些细节上的问题呢?除了提供更简明的接口之外,当我们单纯的使用thread+handler的组合时,其实我们忽略了线程所带来的一系列问题,比如创建线程的开销、如何管理线程等等,特别是当多任务情况下,情况会更加复杂。

2.源码解析

*注:源码基于api-24
源码点进去一大堆,我们这里直接从任务被执行开始看起。同时为了避免深入细节无法自拔的情况,我先大体看一下整个的调用顺序,而不去太纠结具体实现。

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

可以看到子类直接调用了父类的execute()方法。该方法又调用了executeOnExecutor() 方法。同时将sDefaultExecutor这个静态变量传递给了executeOnExecutor方法。那这个sDefaultExecutor又是什么鬼呢?

   public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
   //省略...
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

原来sDefaultExecutor只是一个Executor接口,而它的实现则是SerialExecutor这样一个内部类。我们先把这个类的具体实现放下,不过从类的名字就可以猜出个大概来,这是一个用来顺序执行任务的线程池类。OK这个坑我们先迈过去,回头再来继续填它。再看看executeOnExecutor()方法:

  @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
            //判断当前任务状态
        if (mStatus != Status.PENDING) {
            switch (mStatus) {
                //任务运行中
                case RUNNING:
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                            + " the task is already running.");
                //任务结束
                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;
    }

5-17行先判断当mStatus的值,即前任务的状态,只有没有运的任务才能够被运行,否则将会抛出异常。再往下看,在将mStatus的值置为RUNNING之后,我看到了一个十分熟悉的方法onPreExecute(),而这个方法是个空实现,具体在执行任务之前要做些什么,是由我们自己去实现的。23-24行突然冒出两个新变量,mWorker和mFuture,回到变量声明和构造函数处看看他们的实质。

 //变量声明
 private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
 private final FutureTask<Result> mFuture;
 
 ...
 
 //构造函数,变量初始化
 public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                //...省略部分代码
            }
        };

        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {
              //...省略部分代码
        };
    }

可以看到mWorker为一个WorkRunnale类,该类为一个静态抽象内部类,包含了一个初始化参数Params[],并继承了Callable接口(待实现)。

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

而mFuture为FutureTask的一个实例,FutureTask是Java并发编程中一个十分常见的类,主要用来异步执行任务,并返回结果。很显然,这些特点都是我们需要,但单纯的Thread所不具备的。FutureTask需要一个Callable接口来进行初始化,而这里我们使用了mWorker这个变量。
介绍了这么多,我们再捋一下思路:我们自己实现多XXXTask执行了execute()方法,再调用了我们重写多onPreExecute()方法后,该方法最终把一个任务(mFuture)交给了一个串行执行任务的线程池(sDefaultExecutor)去执行。那么剩下的问题就只有以下几个了:
1.任务(mFuture)具体做了些什么?
2.任务(mFuture)执行完后,如何通知UI线程的?
再回头看看mWork中Callable的实现:

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);
            }
        };

在这里我们发现一个十分熟悉的方法——doInBackground(),而该方法的签名是protected abstract Result doInBackground(Params... params)。是我们在子类中必须去实现的,因此mFuture具体做的事情就是我们在doInBackground()中的具体实现。再看看最后一行postResult()(此时任务有可能并未完成)

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

再看看任务执行结束后,mFuture中done()方法的具体实现:

 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);
                }
            }
        };
    private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) {
            postResult(result);
        }
    }

可见,任务结束后同样也调用了postResult()方法。而该方法又是如何将结果传递给UI线程的呢?答案也很简单——通过Handler,这里的getHandler()方法返回一个sHandler静态成员变量,其实现如下:

 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;
            }
        }
    }

可以看到,构造器通过Looper.getMainLooper()来初始化了Hanlder,这也就是为什么hanlderMessage的具体执行是在UI线程(主线程)中的原因。最后判断消息的种类,如果为MESSAGE_POST_PROGRESS就调用我们自己实现的onProgress方法;如果为MESSAGE_POST_RESULT就调用finish方法,而finish()方法又会判断当前任务是否执行完成。若执行完成就交给我们实现的onPostExecute()方法,若还未执行完成就就给我们实现的onCancelled()方法。这样一来整个AsyncTask的大致流程我们就走完了~
再次整理一下流程:
1.我们自己实现的xxxTask(继承AsyncTask)执行了execute()方法;
2.execute方法调用了executeOnExecutor()方法,为我们的异步任务指定了一个串行执行任务的线程池;
3.该线程池调用了mFuture的call()方法,在子线程执行了我们重写的doInBackground()方法,最终发送一个消息给handler(用主线程的looper初始化);
4.该handler根据消息类型的不同,执行结束任务onPostExecute()或更新进度的操作onProgressUpdate();

到此,我们常用的AsyncTask的方法,是不是不用再去翻文档我们也能写出先后顺序了呢,成就感满满哒~

3.细节问题

---待更新---

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