詳解Android中用于線程處理的AsyncTask類(lèi)的用法及源碼
為什么要用AsyncTask
我們寫(xiě)App都有一個(gè)原則，主線程不能夠運(yùn)行需要占用大量CPU時(shí)間片的任務(wù)，如大量復(fù)雜的浮點(diǎn)運(yùn)算，較大的磁盤(pán)IO操作，網(wǎng)絡(luò)socket等，這些都會(huì)導(dǎo)致我們的主線程對(duì)用戶的響應(yīng)變得遲鈍，甚至ANR，這些會(huì)使應(yīng)用的用戶體驗(yàn)變差，但是有時(shí)又的確需要執(zhí)行這些耗時(shí)的任務(wù)，那么我們通?？梢允褂肁syncTask或者new Thread
來(lái)處理，這樣把任務(wù)放入工作線程中執(zhí)行，不會(huì)占用主線程的時(shí)間片，所以主線程會(huì)及時(shí)響應(yīng)用戶的操作，如果使用new Thread來(lái)執(zhí)行任務(wù)，那么如果需要中途取消任務(wù)執(zhí)行或者需要返回任務(wù)執(zhí)行結(jié)果，就需要我們自己維護(hù)很多額外的代碼，而AsyncTask是基于concurrent架包提供的并發(fā)類(lèi)實(shí)現(xiàn)的，上面的二個(gè)需求都已經(jīng)幫我們封裝了，這也是我們選擇AsyncTask的原因。
怎么用AsyncTask
我們還是簡(jiǎn)單介紹下AsyncTask一些使用示例。我們先新建一個(gè)類(lèi)DemoAsyncTask繼承AsyncTask，因?yàn)锳syncTask是抽象類(lèi)，其中doInBackground方法必須重寫(xiě)。
private class DemoAsyncTask extends AsyncTask<String, Void, Void> {
@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
}
@Override
protected Void doInBackground(String... params) {
return null;
}
@Override
protected void onPostExecute(Void aVoid) {
super.onPostExecute(aVoid);
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Void... values) {
super.onProgressUpdate(values);
}
@Override
protected void onCancelled(Void aVoid) {
super.onCancelled(aVoid);
}
@Override
protected void onCancelled() {
super.onCancelled();
}
}
DemoAsyncTask task = new DemoAsyncTask();
task.execute("demo test AsyncTask");
//task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR, "test");
//myTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, "test");
簡(jiǎn)單分析下
上面就是AsyncTask最簡(jiǎn)單的使用方法，我們上面重寫(xiě)的方法中，onInBackground方法運(yùn)行在工作線程，其他的方法全部運(yùn)行在主線程，另外它的運(yùn)行方式Android提供給我們2個(gè)方法，上面都列出了。
1.第一個(gè)方法會(huì)使用默認(rèn)的Executor執(zhí)行我們的任務(wù), 其實(shí)也就是SERIAL_EXECUTOR，SERIAL_EXECUTOR我們其實(shí)也是可以通過(guò)方法去自定義的，Android幫我們的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是逐個(gè)執(zhí)行任務(wù)，也就是單線程的，關(guān)于AsyncTask的任務(wù)執(zhí)行是單線程實(shí)現(xiàn)還是多線程實(shí)現(xiàn)還有一段很有意思的歷史，較早的版本是單線程實(shí)現(xiàn)，從Android2.X開(kāi)始，Google又把它改為多線程實(shí)現(xiàn)，后來(lái)Google發(fā)現(xiàn)，多線程實(shí)現(xiàn)的話，會(huì)有很多需要保證線程安全的額外工作留給開(kāi)發(fā)者，所以從Android3.0開(kāi)始，又把默認(rèn)實(shí)現(xiàn)改為單線程了，今天我們演示的是Framwork代碼版本是21(Android5.0)。
2.同時(shí)也提供了多線程實(shí)現(xiàn)的接口，即我們上面寫(xiě)的最后一行代碼 AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR。
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
其實(shí)相信大家平時(shí)工作學(xué)習(xí)中經(jīng)常使用AsyncTask，我們直接去看AsyncTask類(lèi)源碼（插一句題外話，平時(shí)大家也可以把自己工作學(xué)習(xí)中的心得體會(huì)總結(jié)一下，記下來(lái)~~）
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
....
}
AsyncTask抽象類(lèi)，有三個(gè)泛型參數(shù)類(lèi)型，第一個(gè)是你需要傳遞進(jìn)來(lái)的參數(shù)類(lèi)型，第二個(gè)是任務(wù)完成進(jìn)度的類(lèi)型一般是Integer，第三個(gè)是任務(wù)完成結(jié)果的返回類(lèi)型，有時(shí)這些參數(shù)不是全部需要，不需要的設(shè)為Void即可，另外Result只有一個(gè)，但Params可以有多個(gè)。
我們可以看到AsyncTask的默認(rèn)構(gòu)造器初始化了二個(gè)對(duì)象，mWorker和mFuture。
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
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);
}
}
};
mWoker實(shí)現(xiàn)了Callback接口，Callback接口是JDK1.5加入的高級(jí)并發(fā)架包里面的一個(gè)接口，它可以有一個(gè)泛型返回值。
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
* @throws Exception if unable to compute a result
*/
V call() throws Exception;
}
FutureTask實(shí)現(xiàn)了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口是JDK提供的，看名稱就知道它繼承了Runnable和Future接口，mFuture是FutureTask的一個(gè)實(shí)例，可以直接被Executor類(lèi)實(shí)例execute。我們來(lái)繼續(xù)看AsyncTask的execute方法。
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) {
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;
}
先調(diào)用onPreExecute()方法，此時(shí)還在主線程(嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是調(diào)用AsyncTask執(zhí)行的線程)，然后exec.execute(mFuture)，把任務(wù)交給exec處理，execute mFuture其實(shí)就是invoke mWoker，然后調(diào)用postResult(doInBackground(mParams))，此時(shí)已經(jīng)運(yùn)行在工作線程池，不會(huì)阻塞主線程。然后給mHandler發(fā)送MESSAGE_POST_RESULT消息，然后調(diào)用finish方法，如果isCancelled，回調(diào)onCancelled，否則回調(diào)onPostExecute。
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();
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;
}
}
}
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
現(xiàn)在其實(shí)我們已經(jīng)把AsyncTask整個(gè)執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程走完了，其中暴露給我們的那幾個(gè)回調(diào)方法也都走到了?，F(xiàn)在我們回過(guò)頭來(lái)看，AsyncTask其實(shí)只是對(duì)JDK 1.5提供的高級(jí)并發(fā)特性，concurrent架包做的一個(gè)封裝，方便開(kāi)發(fā)者來(lái)處理異步任務(wù)，當(dāng)然里面還有很多細(xì)節(jié)處理的方法值得大家學(xué)習(xí)，如任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度的反饋，任務(wù)執(zhí)行原子性的保證等，這些留給大家自己學(xué)習(xí)了。
源碼分析
下面我們?cè)偕钊胍恍?，?lái)看AsyncTask的源碼。下面分析這個(gè)類(lèi)的實(shí)現(xiàn)，主要有線程池以及Handler兩部分。
線程池
當(dāng)執(zhí)行一個(gè)AsyncTask的時(shí)候調(diào)用的是execute()方法，就從這個(gè)開(kāi)始看：
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) {
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;
//先執(zhí)行 onPreExecute
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
execute方法會(huì)調(diào)用executeOnExecutor。在這個(gè)方法中先檢查任務(wù)是否已經(jīng)執(zhí)行或者執(zhí)行結(jié)束，然后把任務(wù)標(biāo)記為running。最開(kāi)始執(zhí)行的是onPreExecute，接著把參數(shù)賦值給mWorker對(duì)象。這個(gè)mWorker是一個(gè)Callable對(duì)象，最終被包裝為FutureTask，代碼如下：
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
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);
}
}
};
從上面的代碼可以看出，在mWorker對(duì)象中的call()方法會(huì)調(diào)用doInbackground，返回值交給postResult方法，這個(gè)方法通過(guò)Handler發(fā)送消息，這一點(diǎn)稍后再詳細(xì)分析。
在mWorker對(duì)象被封裝成FutureTask之后交由線程池執(zhí)行，從execute方法可以看出，使用的是sDefaultExecutor，它的值默認(rèn)為SERIAL_EXECUTOR，也就是串行執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)如下：
private static class SerialExecutor implements Executor {
//線性雙向隊(duì)列，用來(lái)存儲(chǔ)所有的AsyncTask任務(wù)
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
//當(dāng)前正在執(zhí)行的AsyncTask任務(wù)
Runnable mActive;
public synchronized void execute(final Runnable r) {
//將新的AsyncTask任務(wù)加入到雙向隊(duì)列中
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
//執(zhí)行AsyncTask任務(wù)
r.run();
} finally {
//當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行結(jié)束后執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
scheduleNext();
}
}
});
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
protected synchronized void scheduleNext() {
//從任務(wù)隊(duì)列中取出隊(duì)列頭部的任務(wù)，如果有就交給并發(fā)線程池去執(zhí)行
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
在上面的代碼中，如果有任務(wù)執(zhí)行，那么SerialExecutor的execute方法會(huì)被調(diào)用，它的邏輯是把Runnable對(duì)象加入ArrayDeque隊(duì)列中，然后判斷mActivie是否為空。第一次執(zhí)行時(shí)mActive當(dāng)然為空，所以執(zhí)行scheduleNext，其實(shí)就是取出任務(wù)隊(duì)列中的第一個(gè)任務(wù)交給線程池(THREAD_POOL_EXECUTOR)執(zhí)行。加入mTask隊(duì)列的Runnable對(duì)象的run方法里最終一定會(huì)調(diào)用scheduleNext，那么又會(huì)從任務(wù)隊(duì)列中取出隊(duì)頭任務(wù)執(zhí)行。這樣便實(shí)現(xiàn)了單線程順序執(zhí)行任務(wù)，所以在AsyncTask中默認(rèn)啟用的是單線程執(zhí)行，只有上一個(gè)任務(wù)執(zhí)行后才會(huì)執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。如果想要啟用多線程執(zhí)行任務(wù)，可以直接調(diào)用 executeOnExecutor(Executor exec, Params... params)，這里的Executor參數(shù)可以使用AsyncTask自帶的THREAD_POOL_EXECUTOR，也可以自己定義。
Handler
AsyncTask內(nèi)部用Handler傳遞消息，它的實(shí)現(xiàn)如下：
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;
}
}
}
如果消息類(lèi)型是任務(wù)執(zhí)行后的返回值(MESSAGE_POST_RESULT)將調(diào)用finish()方法：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
從上面可以知道，如果任務(wù)取消了，將調(diào)用onCancelled，否則調(diào)用onPostExecute，所以一個(gè)AsyncTask任務(wù)如果取消了，那么onPostExecute將不會(huì)得到執(zhí)行。
如果消息類(lèi)型是執(zhí)行進(jìn)度(MESSAGE_POST_PROGRESS)將調(diào)用onProgressUpdate，這個(gè)方法默認(rèn)是空方法，我們可以根據(jù)自己的需要重寫(xiě)。
總結(jié)
AsyncTask的主要邏輯就如上面所分析的，總結(jié)幾個(gè)需要注意的地方：
- AsyncTask的類(lèi)必須在UI線程加載（從4.1開(kāi)始系統(tǒng)會(huì)幫我們自動(dòng)完成）
- AsyncTask對(duì)象必須在UI線程創(chuàng)建
- execute方法必須在UI線程調(diào)用
- 不要手動(dòng)調(diào)用onPreExecute()、doInBackground、onProgressUpdate方法
- 一個(gè)任務(wù)只能被調(diào)用一次（第二次調(diào)用會(huì)拋出異常）
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