AsyncTask 源码分析

AsyncTask 异步任务，可以很方便的在应用中执行下载等可能阻塞UI Thread的任务，现在分析一下它的源码。

首先列出AsyncTask的一些核心方法和域：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {　　private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;        //核心线程数　　private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;   //最大线程数　　private static final int KEEP_ALIVE = 1;            //超时时间，当线程数超过核心线程数时，超过这个时间的空线程就会被销毁，直到线程数等于核心线程　　private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =　　　　new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);           //用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互　　public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR =　　　　new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,　　　　TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);　　public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();}

其实AsyncTask的的核心就是一个ThreadPoolExecutor ，这是一个Java的线程池，在生成AsyncTask的时候，从线程池取出一个线程来运行你的代码。

管理规则是这样的，

  • 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
  • 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
  • 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

SERIAL_EXECUTOR 是维护线程安全，将新建的任务一个一个的加入到ThreadPoolExecutor 中。

通过源码解决的一些问题：

1. API中说AsyncTask只能运行在UI Thread，是这样么？

不是的，因为在生成AsyncTask和全局的线程池时，并没有对线程进行限制，只要所在的线程存在Looper(也就是调用过Looper.prepare的线程)都可以构造AsyncTask，所以在Service，Receiver中都可以构造AsyncTask。

2. AsyncTask建立的任务，是被立即执行么?

不是立即执行，根据上述的规则，当目前已经有五个任务执行的时候，此时线程数等于corePoolSize，那么再构造的AsyncTask就会进入sPoolWorkQueue，直到sPoolWorkQueue满为止，这些线程都是被阻塞的，必须要有核心线程执行完成，他们才会执行。

有趣的是，如果sPoolWorkQueue满了，这时再进来任务，就是构造新线程，执行此任务（而不是队列中的任务），所以你建立的AsyncTask不是按照构造的顺序来执行的，很可能后构造的反而先执行了。

3. AsyncTask构造的最大数量？

默认状态，在每个进程中，可以最够同时构造138个，其中同时运行128个，10个在阻塞队列之中，如果在构造就会抛出异常。

4. 如何对AsyncTask进行优化?

THREAD_POOL_EXECUTOR 是 public static final的，所以你可以访问到这个线程池，从而动态的设定 核心线程数、最大线程数等。除非你有特殊的情况处理，否则是没有必要进行修改的。

在开发Android移动客户端的时候往往要使用多线程来进行操作，我们通常会将耗时的操作放在单独的线程执行，避免其占用主线程而给用户带来不好的用户体验。但是在子线程中无法去操作主线程（UI 线程），在子线程中操作UI线程会出现错误。因此android提供了一个类Handler来在子线程中来更新UI线程，用发消息的机制更新UI界面，呈现给用户。这样就解决了子线程更新UI的问题。但是费时的任务操作总会启动一些匿名的子线程，太多的子线程给系统带来巨大的负担，随之带来一些性能问题。因此android提供了一个工具类AsyncTask，顾名思义异步执行任务。这个AsyncTask生来就是处理一些后台的比较耗时的任务，给用户带来良好用户体验的，从编程的语法上显得优雅了许多，不再需要子线程和Handler就可以完成异步操作并且刷新用户界面。

先大概认识下Android.os.AsyncTask类：

* android的类AsyncTask对线程间通讯进行了包装，提供了简易的编程方式来使后台线程和UI线程进行通讯：后台线程执行异步任务，并把操作结果通知UI线程。

* AsyncTask是抽象类.AsyncTask定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result。
　 * Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL。
　 * Progress 后台任务执行的百分比。
　 * Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String,Integer等。

* AsyncTask的执行分为四个步骤，每一步都对应一个回调方法，开发者需要实现这些方法。

　 * 1) 继承AsyncTask
　 * 2) 实现AsyncTask中定义的下面一个或几个方法
* onPreExecute(), 该方法将在执行实际的后台操作前被UI 线程调用。可以在该方法中做一些准备工作，如在界面上显示一个进度条，或者一些控件的实例化，这个方法可以不用实现。
* doInBackground(Params...), 将在onPreExecute 方法执行后马上执行，该方法运行在后台线程中。这里将主要负责执行那些很耗时的后台处理工作。可以调用 publishProgress方法来更新实时的任务进度。该方法是抽象方法，子类必须实现。
* onProgressUpdate(Progress...),在publishProgress方法被调用后，UI 线程将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况，例如通过一个进度条进行展示。
* onPostExecute(Result), 在doInBackground 执行完成后，onPostExecute 方法将被UI 线程调用，后台的计算结果将通过该方法传递到UI 线程，并且在界面上展示给用户.

* onCancelled(),在用户取消线程操作的时候调用。在主线程中调用onCancelled()的时候调用。

为了正确的使用AsyncTask类，以下是几条必须遵守的准则：

　　1) Task的实例必须在UI 线程中创建

　　2) execute方法必须在UI 线程中调用

　　3) 不要手动的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result)，doInBackground(Params...), onProgressUpdate(Progress...)这几个方法，需要在UI线程中实例化这个task来调用。

　　4) 该task只能被执行一次，否则多次调用时将会出现异常

doInBackground方法和onPostExecute的参数必须对应，这两个参数在AsyncTask声明的泛型参数列表中指定，第一个为doInBackground接受的参数，第二个为显示进度的参数，第第三个为doInBackground返回和onPostExecute传入的参数。

下面通过一个Demo来说明如何使用Android.os.AsyncTask类，通过进度条来显示进行的进度，然后用TextView来显示进度值。程序结构图如下：

[1] \layout\main.xml 布局文件源码如下：

[html] view plain copy print ?
  1. <?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?>
  2. <LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3. android:orientation="vertical"
  4. android:layout_width="fill_parent"
  5. android:layout_height="fill_parent"
  6. >
  7. <TextView
  8. android:layout_width="fill_parent"
  9. android:layout_height="wrap_content"
  10. android:text="Hello,WelcometoAndy'sBlog!"/>
  11. <Button
  12. android:id="@+id/download"
  13. android:layout_width="fill_parent"
  14. android:layout_height="wrap_content"
  15. android:text="Download"/>
  16. <TextView
  17. android:id="@+id/tv"
  18. android:layout_width="fill_parent"
  19. android:layout_height="wrap_content"
  20. android:text="当前进度显示"/>
  21. <ProgressBar
  22. android:id="@+id/pb"
  23. android:layout_width="fill_parent"
  24. android:layout_height="wrap_content"
  25. style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"/>
  26. </LinearLayout>


[2] /src中的MainActivity.java源码如下：

[html] view plain copy print ?
  1. packagecom.andyidea.demo;
  3. importandroid.app.Activity;
  4. importandroid.os.AsyncTask;
  5. importandroid.os.Bundle;
  6. importandroid.view.View;
  7. importandroid.widget.Button;
  8. importandroid.widget.ProgressBar;
  9. importandroid.widget.TextView;
  11. publicclassMainActivityextendsActivity{
  13. Buttondownload;
  14. ProgressBarpb;
  15. TextViewtv;
  17. /**Calledwhentheactivityisfirstcreated.*/
  18. @Override
  19. publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
  20. super.onCreate(savedInstanceState);
  21. setContentView(R.layout.main);
  22. pb=(ProgressBar)findViewById(R.id.pb);
  23. tv=(TextView)findViewById(R.id.tv);
  25. download=(Button)findViewById(R.id.download);
  26. download.setOnClickListener(newView.OnClickListener(){
  27. @Override
  28. publicvoidonClick(Viewv){
  29. DownloadTaskdTask=newDownloadTask();
  30. dTask.execute(100);
  31. }
  32. });
  33. }
  35. classDownloadTaskextendsAsyncTask<Integer,Integer,String>{
  36. //后面尖括号内分别是参数（例子里是线程休息时间），进度(publishProgress用到)，返回值类型
  38. @Override
  39. protectedvoidonPreExecute(){
  40. //第一个执行方法
  41. super.onPreExecute();
  42. }
  44. @Override
  45. protectedStringdoInBackground(Integer...params){
  46. //第二个执行方法,onPreExecute()执行完后执行
  47. for(inti=0;i<=100;i++){
  48. pb.setProgress(i);
  49. publishProgress(i);
  50. try{
  51. Thread.sleep(params[0]);
  52. }catch(InterruptedExceptione){
  53. e.printStackTrace();
  54. }
  55. }
  56. return"执行完毕";
  57. }
  59. @Override
  60. protectedvoidonProgressUpdate(Integer...progress){
  61. //这个函数在doInBackground调用publishProgress时触发，虽然调用时只有一个参数
  62. //但是这里取到的是一个数组,所以要用progesss[0]来取值
  63. //第n个参数就用progress[n]来取值
  64. tv.setText(progress[0]+"%");
  65. super.onProgressUpdate(progress);
  66. }
  68. @Override
  69. protectedvoidonPostExecute(Stringresult){
  70. //doInBackground返回时触发，换句话说，就是doInBackground执行完后触发
  71. //这里的result就是上面doInBackground执行后的返回值，所以这里是"执行完毕"
  72. setTitle(result);
  73. super.onPostExecute(result);
  74. }
  76. }
  77. }


[3] 下面看下程序的运行结果截图：

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