Android多线程--AsyncTask分析
简介
AsyncTask是Android中轻量级的异步类，内部使用两个线程池和Handler完成异步任务，并可以更新UI，其中一个线程池作为线程调度使用，控制多个实例以串行的方式运行，另一个线程池用作执行任务，Handler用来回调主线程。
使用方式
抽象类
public abstract class AsyncTask 其中
Params：任务开始传入的参数，例execute()中的类型，myAsyncTask.execute(“start”);
Progress：调用进程进度的参数onProgressUpdate()
Result：doInBackground返回的参数类型
以上三个泛型参数我们不需要使用的时候，可以使用Void来代替。
例子
public class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String>{
// 作用：执行 线程任务前的操作
@Override
protected void onPreExecute() {
tv.setText("loading...");
// 执行前显示提示
}
// 作用：后台任务，执行耗时操作
@Override
protected String doInBackground(String... strings) {
Log.i("zzb", "strings[0] = " + strings[0]);//打印出start
try {
int count = 0;
int length = 1;
while (count < 99) {
count += length;
// 可调用publishProgress（）显示进度, 之后将执行onProgressUpdate（）
publishProgress(count);
// 模拟耗时任务
Thread.sleep(50);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "finish";
}
// 作用：在主线程 显示线程任务执行的进度
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
pBar.setProgress(progresses[0]);
tv.setText("loading..." + progresses[0] + "%");
}
// 作用：接收线程任务执行结果、将执行结果显示到UI组件
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
// 执行完毕后，则更新UI
tv.setText("加载完毕 " + result);
}
// 取消回调
@Override
protected void onCancelled() {
tv.setText("cancel");
pBar.setProgress(0);
}
}按钮控制启动
myAsyncTask.execute("start");按钮控制停止
myAsyncTask.cancel(true);方法分析
执行顺序
myAsyncTask.execute("start") -> onPreExecute() -> doInBackground() -> publishProgress() ->
onProgressUpdate() -> onPostExecute()execute()：手动执行任务，可以传递参数。必须在主线程中执行
onPreExecute()：该方法在异步任务工作之前执行，主要用于一些参数或者UI的初始化操作
doInBackground(Params…params)：后台任务，执行耗时操作，可以在内部执行publishProgress()
onProgressUpdate(Progress… values)：在主线程中显示任务进度
onPostExecute(Result result)：主线程，任务执行完成回调
onCancelled()：主线程，任务取消回调
源码分析
1. 线程池：任务执行
//cpu数
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心线程数
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
//最大线程数
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//非核心线程数闲置时的超时时长
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
//线程工厂，创建一个thread并返回
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());
}
};
//单向链表实现的阻塞队列
private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue(128);
/**
* An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
*/
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;
//使用以上参数创建的线程池
static {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
} 其中AtomicInteger(1)，表示线程安全的i++自加或自减操作
2.线程池：串行队列，负责把加进来的任务以串行的形式执行
//创建串行的线程池
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
//这两个参数用作handler分发
private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
//主线程handler
private static InternalHandler sHandler;
//实现了Runable接口，要线程要执行的函数体
private final WorkerRunnable mWorker;
//实现Runable接口，但是可以有返回值，监听线程的状态
private final FutureTask mFuture;
//这个状态标记是asynctask只能执行一次的原因，初始状态为等待
private volatile Status mStatus = Status.PENDING;
//标记：是否取消任务
private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();
//标记：任务开始执行
private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();
private static class SerialExecutor implements Executor {
//双端队列
final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
Runnable mActive;
public synchronized void execute(final Runnable r) {
//将任务从头加入队列中
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) {
//poll()从头取出任务，交给线程池执行
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
} 这里实现串行的原理，先执行run方法，等run方法执行完成才调用scheduleNext，从队列中取任务。使得mTasks中的所有Runnable对象依次执行。
注意：在android 1.6版本时，改用并行线程池，3.0之后又变回串行。
3.构造函数
public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
//后台任务回调
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
//处理结果
postResult(result);
}
return result;
}
};
//对任务进行监听，任务执行完成或取消都会执行done()
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);
}
}
};
} private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}对mWorker和mFuture连个变量进行初始化，其中mWorker是WorkerRunnable的实例，而WorkerRunnable实现了Callable接口，而Callable可以理解为有返回值的Runable。
FutureTask实现了 RunnableFuture接口,而RunnableFuture继承Runnable,
Future提供了对Runnable或者Callable任务的执行结果处理，所以可以在线程池中被执行。在FutureTask的Run方法中，实际上被执行的是传入的Callable的call方法，此处也就是指mWork的call方法。而get（）方法里面是获取的我们的Result泛型，拿到的是我们mWorker.call的返回值
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
//在任务启动后，这里为true
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
//mWorker初始化时就已经将mTaskInvoked为true
//当有多个asynctask任务加入队列，此时取消任务，其他任务还没执行时mTaskInvoked.get返回false，就执行以下内容，保证会回调结束方法。
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
} mWorker的call和mFuture的done方法都运行在线程池中，doInBackground方法在call中被执行，所以doInBackground方法可以进行一些耗时操作，如网络请求和数据库操作。此时任务完成会使用handler回调主线程。
4.Hadnler
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;
}
}
}private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
//标记状态
mStatus = Status.FINISHED;
}
Handler只处理两种情况，进度任务和完成任务。
其中完成任务分两种情况，正常完成任务则回调onPostExecute，取消任务则回调onCancelled。
5.execute启动
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}这里把sDefaultExecutor串行的线程池传递进去。
@MainThread
public final AsyncTask executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
//这里是asynctask只能执行一次的原因
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)");
}
}
//标记状态
mStatus = Status.RUNNING;
//任务前准备
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
//开启线程任务
exec.execute(mFuture);
return this;
} 我们知道这里的exec.execute(mFuture)先是使用了sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR这个串行线程池，加入任务队列，接着调用THREAD_POOL_EXECUTOR中的execute()方法开启线程任务，
execute()方法执行的最终结果是将mFuture中的run()方法启动。
6.FutureTask中的run()
public void run() {
if (state != NEW ||
!U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
return;
try {
//获取callable
Callable c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
//执行call方法
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
//任务执行完成调用set
if (ran)
set(result);
}
} finally {
// runner must be non-null until state is settled to
// prevent concurrent calls to run()
runner = null;
// state must be re-read after nulling runner to prevent
// leaked interrupts
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
} 前面说过mWorker实现了callable，调用了它的call()，接着就会调用后台任务doInBackground，这样，整个任务就开始执行。
protected void set(V v) {
if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v;
U.putOrderedInt(this, STATE, NORMAL); // final state
finishCompletion();
}
}
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
/**省略*/
//最终执行done
done();
callable = null; // to reduce footprint
}任务完成最终会执行mFuture的done方法，接着就是上面说的通过handler回调主线程处理任务完成。
7. Cancel取消
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}内部调用mFuture.cancel方法
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
if (!(state == NEW &&
U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW,
mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
return false;
try { // in case call to interrupt throws exception
if (mayInterruptIfRunning) {
try {
Thread t = runner;
if (t != null)
t.interrupt();
} finally { // final state
U.putOrderedInt(this, STATE, INTERRUPTED);
}
}
} finally {
//最终调用这里去执行done
finishCompletion();
}
return true;
}执行Thread中断，最后会调用finishCompletion()，内部调用了mFuture的done方法。