AsyncTask的原理解析
前言
AsyncTask是一个常用的已经封装好的异步任务类，可以更加方便地执行后台任务以及切换主线程去更新UI。从实现上来说，它封装了Thread（线程池）和Handler。
定义
一个抽象的泛型类，提供了Params, Progress, Result三个泛型参数。
- a. Params：开始异步任务执行时传入的参数类型，对应excute（）中传递的参数
- b. Progress：异步任务执行过程中执行进度值的类型
- c. Result：异步任务执行完成后，返回的结果类型，与doInBackground()的返回值类型保持一致
public abstract class AsyncTask {
}
核心方法
结合源码的方式的方式看一下AsyncTask的一些核心方法
1.execute
手动调用开始执行异步任务，必须在UI线程中调用
public final AsyncTask execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
然后内部调用了executeOnExecutor()方法
public final AsyncTask 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)");
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
首先调用了onPreExecute()方法，然后调用了exec.execute(mFuture)方法开始执行，这里的exec是个串行的线程池sDefaultExecutor ，二话不说看定义。
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
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);
}
}
}
AsyncTask中有两个线程池SerialExecutor（用于任务的排队）和THREAD_POOL_EXECUTOR（用于任务的执行）。
2.onPreExecute
回到onPreExecute方法，在主线程运行，异步任务运行之前执行，用于一些准备工作。可以选择性重写。
@MainThread
protected void onPreExecute() {
}
下面看看AsyncTask的构造方法
public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
? getMainHandler()
: new Handler(callbackLooper);
mWorker = new WorkerRunnable() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
postResult(result);
}
return result;
}
};
mFuture = new FutureTask(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);
}
}
};
}
构造方法中对前面executeOnExecutor方法中提到的mWorker和mFuture进行了初始化操作，然后执行了doInBackground()方法，而后又执行了postResult(result)方法。接下来分别讲述这两个方法。
3.doInBackground
@WorkerThread
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
抽象方法，必须重写自定义线程任务，接受Params参数，返回Result结果，可以在里面调用publishProgress()用于更新进度信息。
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult会利用Handler发个消息，MESSAGE_POST_PROGRESS标志更新UI，然后收到消息后会在主线程调用onProgressUpdate ()方法，完美实现了线程切换操作。
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler(Looper looper) {
super(looper);
}
@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;
}
}
}
4.onProgressUpdate
在主线程中执行，后台进度发生改变时调用，可以选择重写。
@MainThread
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
上述讲述了执行完doInBackground()方法，而后又执行了postResult(result)方法
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
同样也是发送了消息，前面已经贴了Handler代码，这次会调用result.mTask.finish(result.mData[0])方法。继续跟
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
逻辑很简单，如果AsyncTask被取消执行了，就调用onCancelled()，否则调用onPostExecute()，将doInBackground()的返回结果传递给了onPostExecute()方法
5.onPostExecute
在主线程执行，返回doInBackground()的执行结果，将结果显示到UI。
@MainThread
protected void onPostExecute(Result result) {
}
6.onCancelled()
在主线程执行，当异步任务被取消时，onCancelled()会被调用，这个时候onPostExecute不会调用。
@MainThread
protected void onCancelled() {
}
重要类
前面多次提到了这两个类WorkerRunnable和FutureTask
private final WorkerRunnable mWorker;
private final FutureTask mFuture;
1.WorkerRunnable
private static abstract class WorkerRunnable implements Callable {
Params[] mParams;
}
这里的Callable也是任务， 与Runnable的区别是Callable存在返回值 。
2.FutureTask
public FutureTask(Callable callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
其实就是一个任务包装类，里面包含Callable、增加了一些状态标识 ，操作Callable的接口。
3.THREAD_POOL_EXECUTOR
在前面提到SerialExecutor的scheduleNext()方法中调用了THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)
/**
* 源码分析：THREAD_POOL_EXECUTOR.execute（）
* 说明：
* a. THREAD_POOL_EXECUTOR实际上是1个已配置好的可执行并行任务的线程池
* b. 调用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute（）实际上是调用线程池的execute()去执行具体耗时任务
* c. 而该耗时任务则是步骤2中初始化WorkerRunnable实例对象时复写的call（）
* 注：下面先看任务执行线程池的线程配置过程，看完后请回到步骤2中的源码分析call（）
*/
// 步骤1：参数设置
//获得当前CPU的核心数
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//设置线程池的核心线程数2-4之间,但是取决于CPU核数
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
//设置线程池的最大线程数为 CPU核数*2+1
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//设置线程池空闲线程存活时间30s
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
//初始化线程工厂
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());
}
};
//初始化存储任务的队列为LinkedBlockingQueue 最大容量为128
private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue(128);
// 步骤2： 根据参数配置执行任务线程池，即 THREAD_POOL_EXECUTOR
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);
// 设置核心线程池的 超时时间也为30s
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
串行or并行
Android 1.6之前，AsyncTask是串行执行的，Android1.6之后采用线程池任务并行执行，从Android 3.0开始，AsyncTask又开始串行执行，就是一个接一个执行。当然也可以通过设置executeOnExecutor(Executor)来实现多个AsyncTask并行。
注意点
在使用AsyncTask时有一些问题需要注意的：
1 关于 生命周期
- 结论
AsyncTask不与任何组件绑定生命周期 - 使用建议
在Activity或Fragment中使用AsyncTask时，最好在Activity或Fragment的onDestory（）调用cancel(boolean)；
2 关于 内存泄漏
- 结论
若AsyncTask被声明为Activity的非静态内部类，当Activity需销毁时，会因AsyncTask保留对Activity的引用 而导致Activity无法被回收，最终引起内存泄露 - 使用建议
AsyncTask应被声明为Activity的静态内部类
3 线程任务执行结果 丢失
- 结论
当Activity重新创建时（屏幕旋转 /Activity被意外销毁时后恢复），之前运行的AsyncTask（非静态的内部类）持有的之前Activity引用已无效，故复写的onPostExecute()将不生效，即无法更新UI操作 - 使用建议
在Activity恢复时的对应方法 重启 任务线程