android多线程之AsyncTask源码分析

作者: Nickyzhang | 来源:发表于2016-02-04 13:38 被阅读214次

    在有关线程的操作中一定要记住两点:

    1、不能在UI线程中执行耗时的操作

    2、不能在非主线程中更新UI界面


    一、AsyncTask简介

    AsyncTask封装了线程池和Handler,是Android的一个轻量级的异步类,它可以在线程池中执行后台操作,然后把执行的进度和结果通过Handler传递给主线程并在主线程里面更新UI。可以方便开发者实现异步操作。


    二、AsyncTask用法和示例

    1、用法

    AsyncTask是一个抽象的泛型类,提供了Params、Progress、Result三个泛型参数

    public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>(){}
    

    Params:需要传入参数的类型
    Progress:后台任务的执行进度的类型
    Result:后台任务返回结果的类型

    AsyncTask提供了4个核心的方法,分别是:

    1. OnPreExecute(), 在主线程中执行,在异步任务之前,此方法被调用一般做一些准备性的工作;

    2. doInBackground(Params...params),在线程池中执行,用于执行异步任务,params表示异步任务的传入参数,此方法会调用publshProgress()来更新任务进度,publshProgress()会调用onProgressupdate(),会返回计算结果给onPostExecute().

    3. onProgressUpdate(Progress...value),在主线程中执行,后台执行任务的进度有变化时被调用。

    4. onPostExecute(Result result), 在主线程中执行,在异步任务执行之后,此方法会被调用,result为后台任务的返回值,即doInBackground()的返回值。

    2、示例

    public class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long>{
        protected Long doInBackground(URL...url){
            int count = url.length;
            long totalSize = 0;
            for(int i = 0; i< count; i++){
                totalSize += DownloadFile(url[i]);
                publishProgress((int) (i/(float)count)*1000);
                if(isCancelled){
                    break;
                }
            }
        }
        
        protected void onProgressUpdate(Integer...progress){
            setProgressPercent(progress[0]);
        }
    
        protected void onPostExecute(Long result){
            showDialog("bytes"+result);
        }
    }
    

    在DownloadFileTask中,doInBackground()执行下载任务并通过publishProgress()来更新进度,同时还会调用isCancelled()判断下载任务是否被取消。下载任务完成后doInBackground()会返回结果。publishProgress()被执行了调用onProgressUpdate()方法更新进度。当下载任务完成后onPostExecute()就会被调用,在主线程中做一些改变。


    三、AsyncTask的限制

    1. AsyncTask的类必须在主线程里加载;

    2. AsyncTask的对象必须在主线程中调用;

    3. execute方法必须在UI线程调用;

    4. 不要在程序中直接调用onPreExecute()、onPostExecute()、doInBackground()、和onProgressUpdate();

    5. 一个AsyncTask对象只能执行一次,即只能调用一次execute(),否则会报运行时异常;

    三、AsyncTask工作原理

    列表内容分析AsyncTask原理,先从execute()开始,execute()调用了executor(),源码实现如下:

    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params...params){
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor params);
    }
    
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executorexec, 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 is already finishing.")
            }
        }
        mStatus = Status.RUNNING;
        onPreExecute();
        mWorker.mParams = params;
        exec.execute(mFuture);
        return this;
    }
    

    sDefaultExecutor实际上是一个串行的线程池,一个进程的所有的线程都在这个串行的线程池里面排队,在executor()方法中, AsyncTask的onProExecute() 最先执行,然后线程池开始执行。

    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
    
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
    
    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);
            }
        }
    }
    

    系统把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象,Future是一个并发类,充当Runnable的作用,接着这个FutureTask会交给SerialExecutor的execute方法去处理,SerialExecutor的execute方法会把FutureTask插入到mTask任务队列中,如果没有正在执行的任务,那么就会调用SerialExecutor的scheduleNext方法来执行下一个AsyncTask任务,同时当一个任务执行完后,AsyncTask会继续调用其他任务直到所有任务都被执行完。

    AsyncTask有两个线程池,SerialExecutor 和THREAD_POOL_EXECUTOR和一个Handler(InternalHandler),SerialExecutor用于任务的排队,而THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正的执行任务,而InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程。

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

    在mWorker的call方法中将mTaskInvoked设为true,表示当前任务已经被调用了,然后执行doInBackground方法,接着返回值传递给postResult方法。

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

    postResult方法会通过sHandler发送一个MESSAGE_POST_RESULT的消息,这个sHandler的定义如下:

    private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();
    
    private static class InternalHandler extends Handler{
        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;
            }
        }
    }
    

    sHandler是一个静态的Handler对象,为了能够将执行环境切换到主线程,这就要求sHandler必须是在主线程中创建。由于静态成员在加载类的时候进行初始化,这就要求AsyncTask的类必须在主线程中加载。sHandler收到MESSAGE_POST_RESULT这个消息后会调用AsyncTask的finish方法。

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

    如果AsyncTask被取消执行了,那么就会调用onCanedlled方法,否则就会调用onPostExecute方法,doInBackground的返回结果传递给onPostExecute方法。到这里AsyncTask的整个工作过程就分析完毕了。

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