AsyncTask简介
AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后会把执行的进度和最终结果传递给主线程并更新UI。AsyncTask本身是一个抽象类它提供了Params、Progress、Result 三个泛型参数，其类声明如下：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>
由类声明可以看出AsyncTask抽象类确实定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result，它们分别含义如下：
Params ：启动任务执行的输入参数，如HTTP请求的URL
Progress ： 后台任务执行的百分比
Result ：后台执行任务最终返回的结果类型
关键方法
（1）onPreExecute(), 该方法在主线程中执行，将在execute(Params… params)被调用后执行，一般用来做一些UI的准备工作，如在界面上显示一个进度条。
（2）doInBackground(Params…params), 抽象方法，必须实现，该方法在线程池中执行，用于执行异步任务，将在onPreExecute方法执行后执行。其参数是一个可变类型，表示异步任务的输入参数，在该方法中还可通过publishProgress(Progress… values)来更新实时的任务进度，而publishProgress方法则会调用onProgressUpdate方法。此外doInBackground方法会将计算的返回结果传递给onPostExecute方法。
（3）onProgressUpdate(Progress…),在主线程中执行，该方法在publishProgress(Progress… values)方法被调用后执行，一般用于更新UI进度，如更新进度条的当前进度。
（4）onPostExecute(Result), 在主线程中执行，在doInBackground 执行完成后，onPostExecute 方法将被UI线程调用，doInBackground 方法的返回值将作为此方法的参数传递到UI线程中，并执行一些UI相关的操作，如更新UI视图。
（5）onCancelled()，在主线程中执行，当异步任务被取消时,该方法将被调用,要注意的是这个时onPostExecute将不会被执行。
AsyncTask的工作原理
1.入口execute方法
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
execute方法只是一个壳子，直接调用了executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)，其中sDefaultExecutor是一个串行的线程池，接着看看sDefaultExecutor内部实现：
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
/**
* An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial
* order. This serialization is global to a particular process.
*/
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
//串行线程池类，实现Executor接口
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() { //插入一个Runnble任务
public void run() {
try {
r.run();
} finally {
scheduleNext();
}
}
});
//判断是否有Runnable在执行,没有就调用scheduleNext方法
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
protected synchronized void scheduleNext() {
//从任务队列mTasks中取出任务并放到THREAD_POOL_EXECUTOR线程池中执行.
//由此也可见任务是串行进行的。
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
从源码可以看出，ArrayDeque是一个存放任务队列的容器（mTasks），任务Runnable传递进来后交给SerialExecutor的execute方法处理，SerialExecutor会把任务Runnable插入到任务队列mTasks尾部，接着会判断是否有Runnable在执行,没有就调用scheduleNext方法去执行下一个任务，接着交给THREAD_POOL_EXECUTOR线程池中执行，由此可见SerialExecutor并不是真正的线程执行者，它只是是保证传递进来的任务Runnable（实例是一个FutureTask）串行执行，而真正执行任务的是THREAD_POOL_EXECUTOR线程池，当然该逻辑也体现AsyncTask内部的任务是默认串行进行的。顺便看一下THREAD_POOL_EXECUTOR线程池的声明：
//CUP核数
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心线程数量
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
//最大线程数量
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//非核心线程的存活时间1s
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
//线程工厂类
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());
}
};
//线程队列，核心线程不够用时，任务会添加到该队列中，队列满后，会去调用非核心线程执行任务
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
/**
* An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
* 创建线程池
*/
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
关于sDefaultExecutor，我们先了解到这，回到之前execute方法内部调用的executeOnExecutor方法的步骤，先来看看executeOnExecutor都做了些什么事？其源码如下：
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
//判断在那种状态
if (mStatus != Status.PENDING) {
switch (mStatus) {
case RUNNING:
throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the task is already running.");
case FINISHED://只能执行一次！
throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the task has already been executed "
+ "(a task can be executed only once)");
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
//onPreExecute()在此执行了！！！
onPreExecute();
//参数传递给了mWorker.mParams
mWorker.mParams = params;
//执行mFuture任务，其中exec就是传递进来的sDefaultExecutor
//把mFuture交给线程池去执行任务
exec.execute(mFuture);
return this;
}
从executeOnExecutor方法的源码分析得知，执行任务前先会去判断当前AsyncTask的状态，如果处于RUNNING和FINISHED状态就不可再执行，直接抛出异常，只有处于Status.PENDING时，AsyncTask才会去执行。然后onPreExecute()被执行的，该方法可以用于线程开始前做一些准备工作。接着会把我们传递进来的参数赋值给 mWorker.mParams ，并执行开始执行mFuture任务，那么mWorker和mFuture到底是什么？先看看mWorker即WorkerRunnable的声明源码：
//抽象类
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
WorkerRunnable抽象类实现了Callable接口，因此WorkerRunnable本质上也算一个Callable对象，其内部还封装了一个mParams的数组参数，因此我们在外部执行execute方法时传递的可变参数最终会赋值给WorkerRunnable的内部数组mParams，这些参数最后会传递给doInBackground方法处理，这时我们发现doInBackground方法也是在WorkerRunnable的call方法中被调用的，看看其源码如下：
public AsyncTask() {
//创建WorkerRunnable mWorker，本质上就是一个实现了Callable接口对象
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
//设置标志
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//执行doInBackground，并传递mParams参数
Result result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
//执行完成调用postResult方法更新结果
return postResult(result);
}
};
//把mWorker（即Callable实现类）封装成FutureTask实例
//最终执行结果也就封装在FutureTask中
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
//任务执行完成后被调用
@Override
protected void done() {
try {
//如果还没更新结果通知就执行postResultIfNotInvoked
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) {
//抛异常
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
可以看到在初始化AsyncTask时，不仅创建了mWorker（本质实现了Callable接口的实例类）而且也创建了FutureTask对象，并把mWorker对象封装在FutureTask对象中，最后FutureTask对象将在executeOnExecutor方法中通过线程池去执行。给出下图协助理解：
协助理解
AsynTask在初始化时会创建mWorker实例对象和FutureTask实例对象，mWorker是一个实现了Callable线程接口并封装了传递参数的实例对象，然后mWorker实例会被封装成FutureTask实例中。在AsynTask创建后，我们调用execute方法去执行异步线程，其内部又直接调用了executeOnExecutor方法，并传递了线程池exec对象和执行参数，该方法内部通过线程池exec对象去执行mFuture实例，这时mWorker内部的call方法将被执行并调用doInBackground方法，最终通过postResult去通知更新结果。关于postResult方法,其源码如下：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
显然是通过Handler去执行结果更新的，在执行结果成返回后，会把result封装到一个AsyncTaskResult对象中，最后把MESSAGE_POST_RESULT标示和AsyncTaskResult存放到Message中并发送给Handler去处理，这里我们先看看AsyncTaskResult的源码：
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
显然AsyncTaskResult封装了执行结果的数组以及AsyncTask本身，这个没什么好说的，接着看看AsyncTaskResult被发送到handler后如何处理的。
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler() {
//获取主线程的Looper传递给当前Handler，这也是为什么AsyncTask只能在主线程创建并执行的原因
super(Looper.getMainLooper());
}
@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//获取AsyncTaskResult
AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
switch (msg.what) {
//执行完成
case MESSAGE_POST_RESULT:
// There is only one result
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
//更新进度条的标志
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
//执行onProgressUpdate方法，自己实现。
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}
从Handler的源码分析可知，该handler绑定的线程为主线线程，这也就是为什么AsyncTask必须在主线程创建并执行的原因了。接着通过handler发送过来的不同标志去决定执行那种结果，如果标示为MESSAGE_POST_RESULT则执行AsyncTask的finish方法并传递执行结果给该方法，finish方法源码如下：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {//判断任务是否被取消
onCancelled(result);
} else {//执行onPostExecute(result)并传递result结果
onPostExecute(result);
}
//更改AsyncTask的状态为已完成
mStatus = Status.FINISHED;
}
该方法先判断任务是否被取消，如果没有被取消则去执行onPostExecute(result)方法，外部通过onPostExecute方法去更新相关信息，如UI，消息通知等。最后更改AsyncTask的状态为已完成。到此AsyncTask的全部流程执行完。
这里还有另一种标志MESSAGE_POST_PROGRESS，该标志是我们在doInBackground方法中调用publishProgress方法时发出的，该方法原型如下：
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
//发送MESSAGE_POST_PROGRESS，通知更新进度条
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
总结
AsyncTask的整体流程基本分析完，最后来个总结吧：当我们调用execute(Params… params)方法后，其内部直接调用executeOnExecutor方法，接着onPreExecute()被调用方法，执行异步任务的WorkerRunnable对象(实质为Callable对象)最终被封装成FutureTask实例，FutureTask实例将由线程池sExecutor执行去执行，这个过程中doInBackground(Params… params)将被调用（在WorkerRunnable对象的call方法中被调用），如果我们覆写的doInBackground(Params… params)方法中调用了publishProgress(Progress… values)方法，则通过InternalHandler实例sHandler发送一条MESSAGE_POST_PROGRESS消息，更新进度，sHandler处理消息时onProgressUpdate(Progress… values)方法将被调用；最后如果FutureTask任务执行成功并返回结果，则通过postResult方法发送一条MESSAGE_POST_RESULT的消息去执行AsyncTask的finish方法，在finish方法内部onPostExecute(Result result)方法被调用，在onPostExecute方法中我们可以更新UI或者释放资源等。这既是AsyncTask内部的工作流程，可以说是Callable+FutureTask+Executor+Handler内部封装。
总图
总图.png
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参考
http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52462830
http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52464139
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