AsyncTask源码分析

作用

AsyncTask是android开发中使用的一种轻量级异步任务类,其作用是在线程池中执行后台的任务,并在执行过程中将执行进度传递给主线程,当任务执行完毕后,将最终结果传递给主线程。

源码分析

在源码分析前,我们知道AsyncTask提供了4个核心的方法

  • onPreExecute() 是在异步调用执行之前,异步任务执行前的初始化工作可以在该方法中执行,我们知道这个方法是执行在主线中的
  • doInBackground(Params...params) 是在线程池中执行,任务开始后到任务结束之前,用于执行异步任务
  • onProgressUpdate(Progress...values) 是在主线程中进行执行,任务开始后到任务结束之前,用于更新进度
  • onPostExecute(Result result) 是在主线程中进行执行,异步任务执行之后,将异步任务的执行结果传递给主线程。

这里面有些方法是在主线程、有些是在异步线程中进行执行的,那么这里就涉及到了线程的切换,我们进行线程的切换,就想到Handler,这里面执行线程的结果,所以我们需要通过Future来进行获取到执行的结果

  1. 在AsyncTask中我们使用到了线程池,所以首先我们需要创建一个线程池,那对于线程池,我们只需要一个线程池,故我们通过在静态初始化块中进行创建。创建一个线程池,我们需要知道:

    • 核心线程的数目
    • 线程池的最大的线程数目
    • 空闲线程池的存活时间
    • 空闲线程池的存活时间单位
    • 线程池中的阻塞队里
    • 线程的创建工厂
  //获取设备CPU的个数
  private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
  //将核心线程的数目限制在2~4个之间
  private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2,Math.min(CPU_COUNT - 1, 4))
  //设置普通线程数为CPU个数的2倍多一个
  private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE= CPU_COUNT*2+1;
  //设置空闲线程的存活时间为30s
  private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30
  //创建一个线程工厂
  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.getAndIncreament())
      }
  }
  //创建一个容量为128的阻塞队列
  private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
  //定义一个线程池
  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);
       //允许核心线程超时后关闭
       threadPoolExecutor.allowCoreTheadTimeOut(true)
       THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor; 
  }
  1. 我们需要创建一个Handler来进行线程间切换,同时为了能获取到线程执行的结果,我们需要使用FutureTask,以及继承自Callable的任务
  //用来在类中只有一个sHandler,和创建多少个对象无关
  private static InternalHandler sHandler;
  private final Handler mHandler;
  private final WorkerRunnable<Params,Result> mWorker;
  private final FutureTask<Result> mFuture;
  private AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();
  private AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();
  private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;

  public AsyncTask(Looper callbackLooper){
      mHandler = callbackLooper == null 
      || callbackLooper == Looper.getMainLooper() ? getMainHandler() :   new Handler(callbackLooper);
      
       mWorker = new WorkerRunnable<Params,Result>(){
            public Result call() throws Exception{
                //这里面执行后台线程的操作
                mTaskInvoked.set(true);
                Result result;
                try{
                     //优先级设置为后台线程 
                     Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                     //执行耗时操作
                     result = doInBackground(mParams);
                     //将进程中未执行的命令,一并送往CPU处理
                     Binder.flushPendingCommands();
                }catch(Throwable tr){
                      mCancelled.set(true);
                      throw tr;
                }finally{
                  //通过Handler来传递结果
                  postResult(result);
                }
                return result;
            }
        };

      mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker){
          @Override
          protected void done(){
                try{//返回结果
                    postResultIfNotInvoked(mFuture.get())
                }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);
            }
        }

      /**
          通过Handler将消息传递给UI线程进行处理
      **/
      private Result postResult(Result result){
          Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,new AsyncTaskResult<Result>(this,result));
          message.sendToTarget();
          return result;
      }
  }

  public static Handler getMainHandler(){
    synchronized(AsyncTask.class){
        if(sHandler == null){
            sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
        }
        return sHandler;
    }
}

  private Handler getHandler(){ 
      return mHandler;
  }

  private static class InternalHandler extends Handler(){
    public InternalHandler(Looper looper){
        super(looper);
    }

    @Override
    public void handlerMessage(Message msg){
        AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>)msg.obj;
        switch(msg.what){
            case MESSAGE_POST_RESULT:
                  result.mTask.finish(result.mTask.mData[0]);
                  break;
            case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                  result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                  break;
        }
    }
  }

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

  //线程中传递的数据结构
  private static class AsyncTaskResult<Data>{
  final AsyncTask mTask;//持有当前的对象
  final Data[] mData;//返回的数据

  AsyncTaskResult(AsyncTask task,Data...data){
        this.mTask = task;
        this.mData = data;
    }
  }

  private void finish(Result result){
    //判断是否取消了,取消了则调用取消的接口,否则调用onPostExecute(),当前任务状态置为完成
     if(isCancelled()){ 
        onCancelled(result);
    } else{
        onPostExecute(result);
    }
    mStatus = Status.FINISHED;
}
  1. 调用线程池,创建一个任务调度的线程池SERIAL_EXECUTOR,其中有一个任务队列,将任务放进队列中,并不断地从队列中取任务交给线程池进行执行
  private final static Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

  private static class SerialExecutor implements Executor{
      //双端队列
      final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
      Runnalbe mActive;
      public synchronized void execute(final Runnalbe runnbale){
          //向队列中插入一个元素,并返回true,如果队列已满,返回false
          mTaks.offer(new Runnable(){
                public void run(){
                      try{
                            runnable.run();
                       }finally{
                            scheduleNext();
                      }
                }
          });

          if(mActive == null){
              scheduleNext();
        }
      }

    /**
      * 取出队列头部的元素,并从队列中移除交给线程池执行,队列为空,返回null
    **/
    protected synchronized void scheduleNext(){
            if((mActive == mTask.pool()) != null){
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
    }
  }

public final AsyncTask<Params,Progress,Result> executeOnExecutor(Executor executor,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;
}
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