异步访问----Android(安卓)AsyncTask 源码解析

转载请标明出处：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38614699，本文出自：【张鸿洋的博客】

1、概述

相信大家对AsyncTask都不陌生，对于执行耗时任务，然后更新UI是一把利器，当然也是替代Thread + Handler 的一种方式。如果你对Handler机制还不了解，请看：Android 异步消息处理机制让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系。

2、简单的例子

相信大家都写过这样的代码：

[java] view plain copy

packagecom.example.zhy_asynctask_demo01;
importandroid.app.Activity;
importandroid.app.ProgressDialog;
importandroid.os.AsyncTask;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.util.Log;
importandroid.widget.TextView;
publicclassMainActivityextendsActivity
{
privatestaticfinalStringTAG="MainActivity";
privateProgressDialogmDialog;
privateTextViewmTextView;
@Override
protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView=(TextView)findViewById(R.id.id_tv);
mDialog=newProgressDialog(this);
mDialog.setMax(100);
mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
mDialog.setCancelable(false);
newMyAsyncTask().execute();
}
privateclassMyAsyncTaskextendsAsyncTask<Void,Integer,Void>
{
@Override
protectedvoidonPreExecute()
{
mDialog.show();
Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"onPreExecute");
}
@Override
protectedVoiddoInBackground(Void...params)
{
//模拟数据的加载,耗时的任务
for(inti=0;i<100;i++)
{
try
{
Thread.sleep(80);
}catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
publishProgress(i);
}
Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"doInBackground");
returnnull;
}
@Override
protectedvoidonProgressUpdate(Integer...values)
{
mDialog.setProgress(values[0]);
Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"onProgressUpdate");
}
@Override
protectedvoidonPostExecute(Voidresult)
{
//进行数据加载完成后的UI操作
mDialog.dismiss();
mTextView.setText("LOADDATASUCCESS");
Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"onPostExecute");
}
}
}

进入某个Activity，Activity中需要的数据来自于网络或者其它耗时操作，可以在AsyncTask中onPreExecute完成一些准备操作，比如上例中显示进度对话框；然后在doInBackground完成耗时操作，在进行耗时操作时还能不时的通过publishProgress给onProgressUpdate中传递参数，然后在onProgressUpdate中可以进行UI操作，比如上例更新进度条的进度；当耗时任务执行完成后，最后在onPostExecute进行设置控件数据更新UI等操作，例如隐藏进度对话框。

效果图：

3、源码解析

注：本篇源码分析基于Andorid-17，因为和3.0之前版本变动较大，有必要标出。

那么大家一定好奇，AsyncTask在Android中是如何实现的，下面进行源码分析：从我们的执行异步任务的起点开始，进入execute方法：

[java] view plain copy

publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>execute(Params...params){
returnexecuteOnExecutor(sDefaultExecutor,params);
}
publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>executeOnExecutor(Executorexec,
Params...params){
if(mStatus!=Status.PENDING){
switch(mStatus){
caseRUNNING:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskisalreadyrunning.");
caseFINISHED:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskhasalreadybeenexecuted"
+"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
}
}
mStatus=Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams=params;
exec.execute(mFuture);
returnthis;
}

18行：设置当前AsyncTask的状态为RUNNING，上面的switch也可以看出，每个异步任务在完成前只能执行一次。
20行：执行了onPreExecute()，当前依然在UI线程，所以我们可以在其中做一些准备工作。
22行：将我们传入的参数赋值给了mWorker.mParams
23行：exec.execute(mFuture)

相信大家对22行出现的mWorker，以及23行出现的mFuture都会有些困惑。
mWorker找到这个类：

[java] view plain copy

privatestaticabstractclassWorkerRunnable<Params,Result>implementsCallable<Result>{
Params[]mParams;
}

可以看到是Callable的子类，且包含一个mParams用于保存我们传入的参数，下面看初始化mWorker的代码：

[java] view plain copy

publicAsyncTask(){
mWorker=newWorkerRunnable<Params,Result>(){
publicResultcall()throwsException{
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspectionunchecked
returnpostResult(doInBackground(mParams));
}
};
//….
}

可以看到mWorker在构造方法中完成了初始化，并且因为是一个抽象类，在这里new了一个实现类，实现了call方法，call方法中设置mTaskInvoked=true，且最终调用doInBackground(mParams)方法，并返回Result值作为参数给postResult方法.可以看到我们的doInBackground出现了，下面继续看：

[java] view plain copy

privateResultpostResult(Resultresult){
@SuppressWarnings("unchecked")
Messagemessage=sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
newAsyncTaskResult<Result>(this,result));
message.sendToTarget();
returnresult;
}

可以看到postResult中出现了我们熟悉的异步消息机制，传递了一个消息message, message.what为MESSAGE_POST_RESULT；message.object= new AsyncTaskResult(this,result);

[java] view plain copy

privatestaticclassAsyncTaskResult<Data>{
finalAsyncTaskmTask;
finalData[]mData;
AsyncTaskResult(AsyncTasktask,Data...data){
mTask=task;
mData=data;
}
}

AsyncTaskResult就是一个简单的携带参数的对象。

看到这，我相信大家肯定会想到，在某处肯定存在一个sHandler，且复写了其handleMessage方法等待消息的传入，以及消息的处理。

[java] view plain copy

privatestaticfinalInternalHandlersHandler=newInternalHandler();
privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;
switch(msg.what){
caseMESSAGE_POST_RESULT:
//Thereisonlyoneresult
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}

哈哈，出现了我们的handleMessage，可以看到，在接收到MESSAGE_POST_RESULT消息时，执行了result.mTask.finish(result.mData[0]);其实就是我们的AsyncTask.this.finish(result)，于是看finish方法

[java] view plain copy

privatevoidfinish(Resultresult){
if(isCancelled()){
onCancelled(result);
}else{
onPostExecute(result);
}
mStatus=Status.FINISHED;
}

可以看到，如果我们调用了cancel()则执行onCancelled回调；正常执行的情况下调用我们的onPostExecute(result);主要这里的调用是在handler的handleMessage中，所以是在UI线程中。如果你对异步消息机制不理解请看： Android 异步消息处理机制让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系
最后将状态置为FINISHED。

mWoker看完了，应该到我们的mFuture了，依然实在构造方法中完成mFuture的初始化，将mWorker作为参数，复写了其done方法。

[java] view plain copy

publicAsyncTask(){
...
mFuture=newFutureTask<Result>(mWorker){
@Override
protectedvoiddone(){
try{
postResultIfNotInvoked(get());
}catch(InterruptedExceptione){
android.util.Log.w(LOG_TAG,e);
}catch(ExecutionExceptione){
thrownewRuntimeException("AnerroroccuredwhileexecutingdoInBackground()",
e.getCause());
}catch(CancellationExceptione){
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}

16行：任务执行结束会调用：postResultIfNotInvoked(get());get()表示获取mWorker的call的返回值，即Result.然后看postResultIfNotInvoked方法

[java] view plain copy

privatevoidpostResultIfNotInvoked(Resultresult){
finalbooleanwasTaskInvoked=mTaskInvoked.get();
if(!wasTaskInvoked){
postResult(result);
}
}

如果mTaskInvoked不为true，则执行postResult；但是在mWorker初始化时就已经将mTaskInvoked为true，所以一般这个postResult执行不到。
好了，到了这里，已经介绍完了execute方法中出现了mWorker和mFurture，不过这里一直是初始化这两个对象的代码，并没有真正的执行。下面我们看真正调用执行的地方。
execute方法中的：
还记得上面的execute中的23行：exec.execute(mFuture)

exec为executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)中的sDefaultExecutor

下面看这个sDefaultExecutor
[java] view plain copy

privatestaticvolatileExecutorsDefaultExecutor=SERIAL_EXECUTOR;
publicstaticfinalExecutorSERIAL_EXECUTOR=newSerialExecutor();
privatestaticclassSerialExecutorimplementsExecutor{
finalArrayDeque<Runnable>mTasks=newArrayDeque<Runnable>();
RunnablemActive;
publicsynchronizedvoidexecute(finalRunnabler){
mTasks.offer(newRunnable(){
publicvoidrun(){
try{
r.run();
}finally{
scheduleNext();
}
}
});
if(mActive==null){
scheduleNext();
}
}
protectedsynchronizedvoidscheduleNext(){
if((mActive=mTasks.poll())!=null){
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}

可以看到sDefaultExecutor其实为SerialExecutor的一个实例，其内部维持一个任务队列；直接看其execute（Runnable runnable）方法，将runnable放入mTasks队尾；
16-17行：判断当前mActive是否为空，为空则调用scheduleNext方法
20行：scheduleNext，则直接取出任务队列中的队首任务，如果不为null则传入THREAD_POOL_EXECUTOR进行执行。
下面看THREAD_POOL_EXECUTOR为何方神圣：
[java] view plain copy

publicstaticfinalExecutorTHREAD_POOL_EXECUTOR
=newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue,sThreadFactory);

可以看到就是一个自己设置参数的线程池，参数为：

[java] view plain copy

privatestaticfinalintCORE_POOL_SIZE=5;
privatestaticfinalintMAXIMUM_POOL_SIZE=128;
privatestaticfinalintKEEP_ALIVE=1;
privatestaticfinalThreadFactorysThreadFactory=newThreadFactory(){
privatefinalAtomicIntegermCount=newAtomicInteger(1);
publicThreadnewThread(Runnabler){
returnnewThread(r,"AsyncTask#"+mCount.getAndIncrement());
}
};
privatestaticfinalBlockingQueue<Runnable>sPoolWorkQueue=
newLinkedBlockingQueue<Runnable>(10);

看到这里，大家可能会认为，背后原来有一个线程池，且最大支持128的线程并发，加上长度为10的阻塞队列，可能会觉得就是在快速调用138个以内的AsyncTask子类的execute方法不会出现问题，而大于138则会抛出异常。
其实不是这样的，我们再仔细看一下代码，回顾一下sDefaultExecutor，真正在execute()中调用的为sDefaultExecutor.execute：
[java] view plain copy

privatestaticclassSerialExecutorimplementsExecutor{
finalArrayDeque<Runnable>mTasks=newArrayDeque<Runnable>();
RunnablemActive;
publicsynchronizedvoidexecute(finalRunnabler){
mTasks.offer(newRunnable(){
publicvoidrun(){
try{
r.run();
}finally{
scheduleNext();
}
}
});
if(mActive==null){
scheduleNext();
}
}
protectedsynchronizedvoidscheduleNext(){
if((mActive=mTasks.poll())!=null){
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}

可以看到，如果此时有10个任务同时调用execute（s synchronized）方法，第一个任务入队，然后在mActive = mTasks.poll()) != null被取出，并且赋值给mActivte，然后交给线程池去执行。然后第二个任务入队，但是此时mActive并不为null，并不会执行scheduleNext();所以如果第一个任务比较慢，10个任务都会进入队列等待；真正执行下一个任务的时机是，线程池执行完成第一个任务以后，调用Runnable中的finally代码块中的scheduleNext，所以虽然内部有一个线程池，其实调用的过程还是线性的。一个接着一个的执行，相当于单线程。

4、总结

到此源码解释完毕，由于代码跨度比较大，我们再回顾一下：

[java] view plain copy

publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>execute(Params...params){
returnexecuteOnExecutor(sDefaultExecutor,params);
}
publicfinalAsyncTask<Params,Progress,Result>executeOnExecutor(Executorexec,
Params...params){
if(mStatus!=Status.PENDING){
switch(mStatus){
caseRUNNING:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskisalreadyrunning.");
caseFINISHED:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"
+"thetaskhasalreadybeenexecuted"
+"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
}
}
mStatus=Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams=params;
exec.execute(mFuture);
returnthis;
}

18行：设置当前AsyncTask的状态为RUNNING，上面的switch也可以看出，每个异步任务在完成前只能执行一次。
20行：执行了onPreExecute()，当前依然在UI线程，所以我们可以在其中做一些准备工作。
22行：将我们传入的参数赋值给了mWorker.mParams ,mWorker为一个Callable的子类，且在内部的call()方法中，调用了doInBackground(mParams)，然后得到的返回值作为postResult的参数进行执行；postResult中通过sHandler发送消息，最终sHandler的handleMessage中完成onPostExecute的调用。
23行：exec.execute(mFuture)，mFuture为真正的执行任务的单元，将mWorker进行封装，然后由sDefaultExecutor交给线程池进行执行。

5、publishProgress

说了这么多，我们好像忘了一个方法：publishProgress

[java] view plain copy

protectedfinalvoidpublishProgress(Progress...values){
if(!isCancelled()){
sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
newAsyncTaskResult<Progress>(this,values)).sendToTarget();
}
}

也很简单，直接使用sHandler发送一个消息，并且携带我们传入的值；

[java] view plain copy

privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResultresult=(AsyncTaskResult)msg.obj;
switch(msg.what){
caseMESSAGE_POST_RESULT:
//Thereisonlyoneresult
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}

在handleMessage中进行了我们的onProgressUpdate(result.mData);的调用。

6、AsyncTask曾经缺陷

记得以前有个面试题经常会问道：AsyncTask运行的原理是什么？有什么缺陷？

以前对于缺陷的答案可能是：AsyncTask在并发执行多个任务时发生异常。其实还是存在的，在3.0以前的系统中还是会以支持多线程并发的方式执行，支持并发数也是我们上面所计算的128，阻塞队列可以存放10个；也就是同时执行138个任务是没有问题的；而超过138会马上出现java.util.concurrent.RejectedExecutionException；

而在在3.0以上包括3.0的系统中会为单线程执行（即我们上面代码的分析）；

空说无凭：下面看测试代码：

[java] view plain copy

packagecom.example.zhy_asynctask_demo01;
importandroid.app.Activity;
importandroid.app.ProgressDialog;
importandroid.os.AsyncTask;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.util.Log;
importandroid.widget.TextView;
publicclassMainActivityextendsActivity
{
privatestaticfinalStringTAG="MainActivity";
privateProgressDialogmDialog;
privateTextViewmTextView;
@Override
protectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView=(TextView)findViewById(R.id.id_tv);
mDialog=newProgressDialog(this);
mDialog.setMax(100);
mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
mDialog.setCancelable(false);
for(inti=1;i<=138;i++)
{
newMyAsyncTask2().execute();
}
//newMyAsyncTask().execute();
}
privateclassMyAsyncTask2extendsAsyncTask<Void,Void,Void>
{
@Override
protectedVoiddoInBackground(Void...params)
{
try
{
Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(10000);
}catch(InterruptedExceptione)
{
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}
}
}

可以看到我for循环中执行138个异步任务，每个异步任务的执行需要10s;下面使用2.2的模拟器进行测试：

输出结果为：

AsyncTask#1 - AsyncTask #128同时输出
然后10s后，另外10个任务输出。
可以分析结果，得到结论：AsyncTask在2.2的系统中同时支持128个任务并发，至少支持10个任务等待；

下面将138个任务，改成139个任务：

[java] view plain copy

for(inti=1;i<=139;i++)
{
newMyAsyncTask2().execute();
}

运行结果：会发生异常：java.util.concurrent.RejectedExecutionException ；于是可以确定仅支持10个任务等待，超过10个则立即发生异常。
简单说一下出现异常的原因：现在是139个任务，几乎同时提交，线程池支持128个的并发，然后阻塞队列数量为10，此时当第11个任务提交的时候则会发生异常。

简单看一下源码：

[java] view plain copy

publicstaticfinalExecutorTHREAD_POOL_EXECUTOR
=newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue,sThreadFactory);

看ThreadPoolExecutor的execute方法：

[java] view plain copy

if(isRunning(c)&&workQueue.offer(command)){
intrecheck=ctl.get();
if(!isRunning(recheck)&&remove(command))
reject(command);
elseif(workerCountOf(recheck)==0)
addWorker(null,false);
}
elseif(!addWorker(command,false))
reject(command);

当阻塞队列满的时候workQueue.offer(command)返回false;然后执行addWorker(command,false)方法，如果返回false则执行reject()方法.

[java] view plain copy

privatebooleanaddWorker(RunnablefirstTask,booleancore){
…
intwc=workerCountOf(c);
if(wc>=CAPACITY||
wc>=(core?corePoolSize:maximumPoolSize))
returnfalse;
…
}

可以看到当任务数目大于容量则返回false，最终在reject()中抛出异常。

上面就是使用2.2模拟器测试的结果；

下面将系统改为4.1.1，也就是我的测试机小米2s

把线程数改为139甚至1000，你可以看到任务一个接一个的在那缓慢的执行，不会抛什么异常，不过线程倒是1个1个的在那执行；

好了，如果现在大家去面试，被问到AsyncTask的缺陷，可以分为两个部分说，在3.0以前，最大支持128个线程的并发，10个任务的等待。在3.0以后，无论有多少任务，都会在其内部单线程执行；

至此，AsyncTask源码分析完毕，相信大家对AsyncTask有了更深的理解~~~

测试代码点击下载

1、概述

2、简单的例子

3、源码解析

4、总结

5、publishProgress

6、AsyncTask曾经缺陷

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