Android AsyncTask 封装初步一

AsyncTask基本使用

先从最熟悉的Task使用开始说起，给出LastDaysTask作为实例如下

@SuppressLint("NewApi")
private class LastDaysTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean>{

    @Override
    protected void onPreExecute()
    {
        //TODO UI线程或者主线程
    }

    @Override
    protected Boolean doInBackground(Void... params)
    {
        //TODO 工作线程或者子线程
        return true;
    }

    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... values)
    {
        //TODO UI线程或者主线程
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Boolean aBoolean)
    {
        //TODO UI线程或者主线程
    }
}

这里我们把AsyncTask的第一个泛型参数指定为Void，表示在执行AsyncTask的时候不需要传入参数给后台任务。第二个泛型参数指定为Integer，表示使用整型数据来作为进度显示单位。第三个泛型参数指定为Boolean，则表示使用布尔型数据来反馈执行结果。

接下来需要重写其中的四个方法，分别是：

• onPreExecute()
• onProgressUpdate(Integer… values)
• doInBackground(Void… params)
• onPostExecute(Boolean aBoolean)

对上面这四个方法简短说明如下：

1. onPreExecute()
   这个方法会在后台任务开始执行之间调用，用于进行一些界面上的初始化操作，比如显示一个进度条对话框等。
2. onProgressUpdate(Progress…)
   当在后台任务中调用了publishProgress(Progress…)方法后，这个方法就很快会被调用，方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。在这个方法中可以对UI进行操作，利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。
3. doInBackground(Params…)
   这个方法中的所有代码都会在子线程中运行，我们应该在这里去处理所有的耗时任务。任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回，如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就可以不返回任务执行结果。注意，在这个方法中是不可以进行UI操作的，如果需要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，可以调用publishProgress(Progress…)方法来完成。
4. onPostExecute(Result)
   当后台任务执行完毕并通过return语句进行返回时，这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中，可以利用返回的数据来进行一些UI操作，比如说提醒任务执行的结果，以及关闭掉进度条对话框等。

使用异步任务获取数据

@Override
public void onCreate()
{
    super.onCreate();

    LastDaysTask task = new LastDaysTask();
    task.execute();
}

这样就简单的完成了子线程和UI线程之间的通信。

AsyncTask主要源码

看完上面如何使用异步任务获取远程数据，我们以task.execute();作为切入点，深入源码看看究竟。

AsyncTask

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

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
            Params... params) {
    if (mStatus != Status.PENDING) {
        /*
        如果同一个task被启动两次，就会抛出下面两种异常，所以如果task作为成员变量的时候，一定要判断当前task是否已经在运行，否则不可以重复execute.除非先把该task取消以后才可以继续execute.
        */
        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;

    /*
    该方法在UI线程，获取远程数据之前，UI需要更新状态可以重写该方法
    */
    onPreExecute();

    /*
    这里有两个成员变量mWorker和mFuture很重要，这两个变量都是final型，在构造器中初始化，另外还有一个sDefaultExecutor多线程执行器，然后返回结果当前实例this。
    */
    mWorker.mParams = params;
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}

成员变量mWorker和mFuture

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;

/*
- 构造器，初始化两个重要的成员变量mWorker和mFuture，在mWorker中我们看到了熟悉的doInBackground()方法，很明显这个是放在子线程中执行的，另外WorkerRunnable这个类简单的实现了Callable接口，新增成员变量Params数组。
*/

public AsyncTask() {
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //noinspection unchecked
            return postResult(doInBackground(mParams));
        }
    };

    mFuture = new FutureTask<Result>(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 occured while executing doInBackground()",
                        e.getCause());
            } catch (CancellationException e) {
                postResultIfNotInvoked(null);
            }
        }
    };
}

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
    Params[] mParams;
}

sDefaultExecutor默认分发器

/*
- 默认分发器，SerialExecutor根据名称大概可以猜到这是个串行分发器，然后前面使用异步任务的时候调用了execute()方法，我们一路跟踪到这里，最后进入到上面代码L29 exec.execute(mFuture)， 而这个exec就是这个串行分发器，然后进入串行分发器的execute(final Runnable r)方法中.mTasks是个循环队列，offer加入队列尾，poll拿出队列头，刚开始进入execute()方法，将mFuture加入循环队列中，然后判断mActive（就是加入进来的mFuture）是否为空，第一次进来当然为空，所以执行 scheduleNext()方法，取出刚加入的mFuture放入线程池中去执行，接下来看线程池的定义
*/
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();
        }
    }

    /*
    进入线程池execute方法以后执行Runnable中的run方法，即上面L10处，然后执行出入参数为Runnable的run方法，最后在finally块中执行下面一个队列中的Runnable的run方法，依次取出队列。我们看到无论队列中前面一个Runnable执行的如何都会去取下面一个Runnable实例去执行，所以不用担心诸如异常导致的阻塞行为。
    */
    protected synchronized void scheduleNext() {
        if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
        }
    }
}

THREAD_POOL_EXECUTOR线程池

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;

/*
线程工厂生产出来的线程做了名称标记，所以我们看Log经常会看到"AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement()比如“AsyncTask #1”等等字样。而线程池的核心线程数和最大线程数都是通过Runtime动态获取和指定的。
*/
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());
    }
};
/**
 * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
 */
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
        = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

经过上面的源码分析，我们小结一下：
AsyncTask中有个默认串行分发器，它负责将Runnable实例加入循环队列中，然后逐一取出交由线程池去执行，根据Runtime决定线程池的大小和规格，最小核心线程数是2，线程名都是以”AsyncTask #”开头，所以当我们在一个生命周期中提交多个异步任务，一般是逐步加入线程池中去执行，这种实现就像是模拟单一的线程池一样，如果我们快速地启动了很多任务，同一时刻只会有一个线程正在执行，其余的均处于等待状态。我们知道对于这个默认的串行分发器，在Android3.0之前是没有的，那么为什么加入这个默认的串行分发器呢？原因就是AsyncTask在Android3.0以后提供了更大的灵活性，这里仅仅是提供了默认的串行分发器，如果你感觉太过保守，你可以不使用这个默认的串行分发器，而是直接这样。

Executor exec = new ThreadPoolExecutor(15, 200, 10,  
        TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());  
new LastDaysTask().executeOnExecutor(exec); 

这样就可以使用我们自定义的一个Executor来执行任务，而不是使用SerialExecutor。上述代码的效果允许在同一时刻有15个任务正在执行，并且最多能够存储200个任务。

PS：
小结一下AsyncTask的任务是并行还是串行执行？

• 在Android 1.5刚引入的时候，AsyncTask的execute是串行执行的；
• 到了Android 1.6直到Android 2.3.2，又被修改为并行执行了，这个执行任务的线程池就是THREAD_POOL_EXECUTOR，因此在一个进程内，所有的AsyncTask都是并行执行的；
• 但是在Android 3.0以后，如果你使用execute函数直接执行AsyncTask，那么这些任务是串行执行的；

AsyncTask其他源码剖析

前面我们分析了大概脉络，这里我们进一步分析子线程和UI线程的通信部分。

提交给线程池执行execute()方法，在sDefaultExecutor默认分发器中的L12行，参数Runnable中的r传参是mFuture实例，所以直接进入FutureTask的run()方法中.

public void run() {
    if (state != NEW ||
        !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                     null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        Callable<V> c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                ran = false;
                setException(ex);
            }
            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);
    }
}

重点看上面的L12行，调用Callable的call()方法，而这个Callable就是我们构造器中的mWoker，所以还是回到AsyncTask构造器。

public AsyncTask() {
/*
进入call()方法中，设置task是否被唤起，线程优先级以及我们熟悉的doInBackground方法，并将结果postResult到UI线程中,接着继续跟postResult方法。
*/
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);
            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //noinspection unchecked
            return postResult(doInBackground(mParams));
        }
    };
}

postResult()方法，该方法完成线程间通信。

private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;
private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;

private Result postResult(Result result) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    /*
    这里看到了熟悉的Message，获取message以后将消息一并发出去，接受者key就是MESSAGE_POST_RESULT，所以我们跟踪这个key，看看处理这如何处理。
    */
    Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}

MESSAGE_POST_RESULT

private static class InternalHandler extends Handler {
    @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;
        }
    }
}

L9 调用finish()方法

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

上面的finish方法根据Task的状态调用不同的状态方法，然后置位状态。这里看到了熟悉的onPostExecute()方法又一次回到了UI线程。我们注意到，在刚才InternalHandler的handleMessage()方法里，还有一种MESSAGE_POST_PROGRESS的消息类型，这种消息是用于当前进度的，调用的正是onProgressUpdate()方法，那么什么时候才会发出这样一条消息呢？相信你已经猜到了，查看publishProgress()方法的源码，如下所示：

protected final void publishProgress(Progress... values) {
    if (!isCancelled()) {
        sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
    }
}

最后我们还有一个构造器中的mFuture还没有分析，因为只有一个done方法，所以有必要一起来看一下FutureTask中的done方法

 /**
 * Protected method invoked when this task transitions to state
 * {@code isDone} (whether normally or via cancellation). The
 * default implementation does nothing.  Subclasses may override
 * this method to invoke completion callbacks or perform
 * bookkeeping. Note that you can query status inside the
 * implementation of this method to determine whether this task
 * has been cancelled.
 */
protected void done() { }

看注释应该清楚，这里需要子类去重写，需要判断状态做出相应的处理即可，解析来看看AsyncTask构造器中的done方法

 mFuture = new FutureTask<Result>(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 occured while executing doInBackground()",
                    e.getCause());
        } catch (CancellationException e) {
            postResultIfNotInvoked(null);
        }
    }
};

主要的方法是postResultIfNotInvoked(get())然后把结果传过去

private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
    final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
    if (!wasTaskInvoked) {
        postResult(result);
    }
}

如果task没有被唤起的话，或者说没有执行call()方法的话，wasTaskInvoked标志位为false，还是通过postResult方法将数据传给UI线程，到此分析结束。