AsyncTask源码分析

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相信AsyncTask大家都不陌生。AsyncTask内部封装了线程池和Handler，AsyncTask允许我们在后台进行耗时操作且把结果及时更新到UI上。当然AsyncTask从最开始到现在已经经过了几次代码修改，任务的执行逻辑慢慢地发生了改变，并不是大家所想象的那样：AsyncTask是完全并行执行的就像多个线程一样，其实不是的，所以用AsyncTask的时候还是要注意，下面会一一说明。

AsyncTask到底是串行还是并行？

new MyAsyncTask("MyAsyncTask1").execute("");new MyAsyncTask("MyAsyncTask2").execute("");new MyAsyncTask("MyAsyncTask3").execute("");new MyAsyncTask("MyAsyncTask4").execute("");new MyAsyncTask("MyAsyncTask5").execute("");

看一下日志：

MyAsyncTask1 === 2019-05-03 07:35:23MyAsyncTask2 === 2019-05-03 07:35:26MyAsyncTask3 === 2019-05-03 07:35:29MyAsyncTask4 === 2019-05-03 07:35:32MyAsyncTask5 === 2019-05-03 07:35:35MyAsyncTask6 === 2019-05-03 07:35:38

从5个AsyncTask共耗时15s且时间间隔为3s，很显然是串行执行的。

既然下来我们来分析一下源码：

public abstract class AsyncTask {    private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";    // 获取当前CPU数量    private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();    // 核心线程数量    private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));    // 线程池最大容量    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;    // 空闲线程存活时间    private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;    //ThreadFactory 线程工厂，通过工厂方法newThread来获取新线程    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {    //原子操作，保证并发不影响共享资源    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);    public Thread newThread(Runnable r) {        return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());    }};    //阻塞式队列，用来存放待并发执行的任务，初始容量：128个    private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue(128);    /**     * 并发线程池，可以用来并行执行任务，从3.0开始AsyncTask默认是串行执行任务     * 但是我们仍然能构造出并行的AsyncTask     */    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);        threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);        THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;}    /**     * 串行任务执行器，其内部实现了串行控制，     * 循环的取出一个个任务交给上述的并发线程池去执行     */    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();    //消息类型：发送结果    private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;    //消息类型：更新进度    private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;    /**     * 静态Handler，用来发送上述两种通知，采用UI线程的Looper来处理消息,     * 在Android 5.2之前，AsyncTask必须在UI线程调用，因为子线程     * 默认没有Looper无法创建下面的Handler，程序会直接Crash，但是在5.2之后InternalHandler内部通过     * sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper())，所以没必要在UI线程也是可以的     */    private static InternalHandler sHandler;    private final Handler mHandler;    /**     * 默认任务执行器，被赋值为串行任务执行器，AsyncTask变成串行执行任务，SERIAL_EXECUTOR其内部通过     * try {r.run();} finally {scheduleNext();}实现了串行执行。     */    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;    // 这两个就是任务执行体    private final WorkerRunnable mWorker;    private final FutureTask mFuture;    //任务的状态 默认为等待状态，即等待执行，其类型标识为volatile线程可见    private volatile Status mStatus = Status.PENDING;    //原子布尔型，支持高并发访问，标识任务是否被取消    private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();    //原子布尔型，支持高并发访问，标识任务是否被执行过    private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();    /**     * 串行执行器的实现，我们要好好看看，它是怎么把并行转为串行的     * 目前我们需要知道，asyncTask.execute(Params ...)实际上会调用     * SerialExecutor的execute方法，这一点后面再说明。也就是说：当你的asyncTask执行的时候，     * 首先你的task会被加入到任务队列，然后排队，一个个执行。     * 总结：     *      * 当任务来临时，首先就是入队列，然后判断当前有没有任务正在执行     * 如果没有任务执行则直接调用scheduleNext()，执行任务。     * 当当前任务执行完成又再次在finally块调用scheduleNext执行下一个任务     */    private static class SerialExecutor implements Executor {        //线性双向队列，用来存储所有的AsyncTask任务        final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();        //当前正在执行的AsyncTask任务        Runnable mActive;        public synchronized void execute(final Runnable r) {            //将新的AsyncTask任务加入到双向队列中            mTasks.offer(new Runnable() {                public void run() {                    try {                        r.run();//执行AsyncTask任务                    } finally {                        /**                         * 当前AsyncTask任务执行完毕后，进行下一轮执行，如果还有未执行任务的话                         * 这一点很明显体现了AsyncTask是串行执行任务的，总是一个任务执行完毕才会执行下一个任务                         */                        scheduleNext();                    }                }            });            //如果当前没有任务在执行，直接进入执行逻辑            if (mActive == null) {                scheduleNext();            }        }        //从任务队列中取出队列头部的任务，如果有就交给并发线程池去执行        protected synchronized void scheduleNext() {            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);            }        }    }    public enum Status {        /**         * 任务等待执行         */        PENDING,        /**         * 任务正在执行         */        RUNNING,        /**         * 任务已经执行结束         */        FINISHED,    }    /**     * 在Android 5.2之前，AsyncTask必须在UI线程调用，因为子线程     * 默认没有Looper无法创建下面的Handler，程序会直接Crash，但是在5.2之后InternalHandler内部通过     * sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper())，所以没必要在UI线程也是可以的     */    private static Handler getMainHandler() {        synchronized (AsyncTask.class) {            if (sHandler == null) {                sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());            }            return sHandler;        }    }    private Handler getHandler() {        return mHandler;    }    /**     * @hide 设置默认执行器     */    public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {        sDefaultExecutor = exec;    }    /**     * 创建新的任务，这个方法必须在UI线程中调用,其实在5.2之后工作线程也是可以的     */    public AsyncTask() { this((Looper) null); }    /**     * 创建新的任务，这个方法必须在UI线程中调用,其实在5.2之后工作线程也是可以的     *     * @hide     */    public AsyncTask(@Nullable Handler handler) { this(handler != null ? handler.getLooper() : null); }    /**     * 创建新的任务，这个方法必须在UI线程中调用,其实在5.2之后工作线程也是可以的     *     * @hide     */    public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {        /**构造Handler*/        mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper() ? getMainHandler() : new Handler(callbackLooper);        /**构造任务执行体*/        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;            }    };        /**构造任务执行体，传入mWorker*/        mFuture = new FutureTask(mWorker) {            @Override            protected void done() {                try {                    //执行Future，通过get获取结果                    Result result = get();                    postResultIfNotInvoked(result);                } 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 void postResultIfNotInvoked(Result result) {        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();        if (!wasTaskInvoked) {            postResult(result);        }    }    //doInBackground执行完毕，发送消息    private Result postResult(Result result) {        @SuppressWarnings("unchecked")        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,                new AsyncTaskResult(this, result));          message.sendToTarget();        return result;}    public final Status getStatus() { return mStatus; }    /**     * 这个方法是我们必须要重写的，用来做后台计算，使用指定参数通过execute方法执行任务。     * 这个方法能够调用publishProgress方法去更新进度。     * 所在线程：后台线程     */    @WorkerThread    protected abstract Result doInBackground(Params... params);    /**     * 在doInBackground之前调用，用来做初始化工作     * 所在线程：UI线程     */    @MainThread    protected void onPreExecute() { }    /**     * 在doInBackground之后调用，用来接受后台计算结果更新UI     * 所在线程：UI线程     */    @SuppressWarnings({"UnusedDeclaration"})    @MainThread    protected void onPostExecute(Result result) { }    /**       * 在publishProgress之后调用，用来更新计算进度     * 所在线程：UI线程     */    @MainThread    protected void onProgressUpdate(Progress... values) { }    @MainThread    protected void onCancelled(Result result) { onCancelled(); }    /**     * cancel被调用并且doInBackground执行结束，会调用onCancelled，表示任务被取消     * 这个时候onPostExecute不会再被调用，二者是互斥的，分别表示任务取消和任务执行完成     * 所在线程：UI线程     */    @MainThread    protected void onCancelled() { }    public final boolean isCancelled() {        return mCancelled.get();    }    public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {        mCancelled.set(true);        return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);    }    public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {        return mFuture.get();    }    public final Result get(long timeout, TimeUnit unit) throws     InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {        return mFuture.get(timeout, unit);    }    /**     * 这个方法如何执行和系统版本有关，在AsyncTask的使用规则里已经说明，如果你真的想使用并行AsyncTask，     * 也是可以的，只要稍作修改     * 必须在UI线程调用此方法，5.2之后这不是必须的     */    @MainThread    public final AsyncTask execute(Params... params) {        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);    }    /**     * 通过这个方法我们可以自定义AsyncTask的执行方式，串行or并行，甚至可以采用自己的Executor     * 为了实现并行，我们可以在外部这么用AsyncTask：     * asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, Params... params);     * 必须在UI线程调用此方法，5.2之后这不是必须的     */    @MainThread    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;    //任务执行之前这里调用了onPreExecute    onPreExecute();    mWorker.mParams = params;    //然后后台计算doInBackground才准备开始    exec.execute(mFuture);    return this;}/**这是AsyncTask提供的一个静态方法，方便我们直接执行一个runnable*/@MainThreadpublic static void execute(Runnable runnable) {    sDefaultExecutor.execute(runnable);}/**打印后台计算进度，onProgressUpdate会被调用*/@WorkerThreadprotected final void publishProgress(Progress... values) {    if (!isCancelled()) {        getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,                new AsyncTaskResult(this, values)).sendToTarget();    }}//任务结束的时候会进行判断，如果任务没有被取消，则onPostExecute会被调用private void finish(Result result) {    if (isCancelled()) {        onCancelled(result);    } else {        onPostExecute(result);    }    mStatus = Status.FINISHED;}//AsyncTask内部Handler，用来发送后台计算进度更新消息和计算完成消息private static class InternalHandler extends Handler {    public InternalHandler(Looper looper) {        super(looper);    }    @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 static abstract class WorkerRunnable implements Callable { Params[] mParams;}private static class AsyncTaskResult {    final AsyncTask mTask;    final Data[] mData;    AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {        mTask = task;        mData = data;      }    }}

AsynTask是如何实现串行的？

public final AsyncTask execute(Params... params) {    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);} 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;    //任务执行之前这里调用了onPreExecute    onPreExecute();    mWorker.mParams = params;    //然后后台计算doInBackground才准备开始    exec.execute(mFuture);    return this;}

是不是上面看不出什么来？那是必须的，AsyncTask实现串行是通过控制Executor .execute方法来实现的。

 private static class SerialExecutor implements Executor {    //线性双向队列，用来存储所有的AsyncTask任务    final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();    //当前正在执行的AsyncTask任务    Runnable mActive;    public synchronized void execute(final Runnable r) {        //将新的AsyncTask任务加入到双向队列中        mTasks.offer(new Runnable() {            public void run() {                try {                    r.run();//执行AsyncTask任务                } finally {                    /**                     * 当前AsyncTask任务执行完毕后，进行下一轮执行，如果还有未执行任务的话                     * 这一点很明显体现了AsyncTask是串行执行任务的，总是一个任务执行完毕才会执行下一个任务                     */                    scheduleNext();                }            }        });        //如果当前没有任务在执行，直接进入执行逻辑        if (mActive == null) {            scheduleNext();        }    }    //从任务队列中取出队列头部的任务，如果有就交给并发线程池去执行    protected synchronized void scheduleNext() {        if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);        }    }}

1、当任务来临时，首先就是加入队列，然后判断当前有没有任务正在执行；
2、如果没有任务正在执行则直接调用scheduleNext()，执行任务。
3、当当前任务执行完成又再次在finally块调用scheduleNext执行下一个任务。这样就实现了串行执行任务，当然串行执行任务也是使用了线程池，那还用说是吧。

那如果我们想要并行，如何操作，很简单之间替换默认的SerialExecutor ，就是因为它，才串行的，所以我们只要像这样就可以实现并行执行任务了：

   new MyAsyncTask("MyAsyncTask1").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");

其实AsyncTask源码并不多，文章到此结束，欢迎拍砖。

AsyncTask到底是串行还是并行？

AsynTask是如何实现串行的？

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