AsyncTask 源码解析

本文基于SDK Android-29 AsyncTask.java

从execute方法开始分析，execute方法会调用executeOnExecutor方法
sDefaultExecutor是一个串行的线程池，一个进程中所有的AsyncTask都会在sDefaultExecutor中排队执行。

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

在executeOnExecutor方法中onPreExecute方法最先执行，然后线程池开始执行。

	@MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> 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;
    }

下面分析线程池的执行过程。

    /**
     * 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();
    @UnsupportedAppUsage
    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);
            }
        }
    }

系统首先会把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象，FutureTask是一个并发类，在这里他充当了Runnable的作用。

接着FutureTask会交给SerialExecutor的execute方法处理，SerialExecutor的execute方法首先会把FutureTask对象插入到任务队列mTasks中，如果这个时候没有正在活动的AsyncTask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AsyncTask任务执行完后，AsyncTask会继续执行其他任务直到所有的任务都被执行为止，从这一点可以看出，在默认情况下，AsyncTask是串行执行的。

AsyncTask中有两个线程池（SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR）和一个Handler（InternalHandler），其中线程池SerialExecutor用于任务的排队，而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正执行任务，InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程，其本质仍然是线程的调用过程。由于FutureTask的run方法会调用mWorker的call方法，因此mWorker的call方法最终会在线程池中执行。

		mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            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;
            }
        };

在mWorker的call方法中，首先将mTaskInvoked设置为true，表示当前任务已经被调用过了，然后执行AsyncTask的doInBackground方法，接着将其返回值传递给postResult方法，它的实现如下所示。

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

在上面的代码中，postResult方法会通过getHandler方法获取mHandler发送一个MESSAGE_POST_RESULT的消息，这个mHandler的定义如下所示。判断callbackLooper的值等于空（初始化）或者程序主循环，sHandler赋值给callbackLooper，否则新建Handler赋值给callbackLooper，它的实现如下所示。

    private final Handler mHandler;
    
    /**
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
     *
     * @hide
     */
    public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
        mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);
        ...
    }

	Looper.java
    /**
     * Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
     */
    public static Looper getMainLooper() {
        synchronized (Looper.class) {
            return sMainLooper;
        }
    }

    private static InternalHandler sHandler;
    
    private static Handler getMainHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
            }
            return sHandler;
        }
    }

可以发现，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这个对象必须在主线程中创建。由于静态成员会在加载类的时候进行初始化，因此这就变相要求AsyncTask的类必须在主线程中加载，否则同一个进程中的AsyncTask都将无法正常工作。此处sHandler使用单例模式初始化。

    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;
            }
        }
    }

    @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
    private static class AsyncTaskResult<Data> {
        final AsyncTask mTask;
        final Data[] mData;

        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
            mTask = task;
            mData = data;
        }
    }

sHandler在收到MESSAGE_POST_RESULT这个消息后会调用AsyncTaskResult的mTask的finish方法，如下所示。

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

AsyncTask的finish方法的逻辑比较简单，如果AsyncTask被取消执行了，那么就调用onCancelled方法，否则就会调用onPostExecute方法，可以看到doInBackground方法的返回结果会传递给onPostExecute方法，到这里AsyncTask的整个工作流程就分析完毕了。

文章摘自Android艺术开发探索.