AsyncTask源码分析
2019-05-03 本文已影响0人
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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 07:35:23
MyAsyncTask2 === 2019-05-03 07:35:26
MyAsyncTask3 === 2019-05-03 07:35:29
MyAsyncTask4 === 2019-05-03 07:35:32
MyAsyncTask5 === 2019-05-03 07:35:35
MyAsyncTask6 === 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<Params, Progress, Result> {
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<Runnable> sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(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<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> 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：
* <p>
* 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<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
//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<Params, Result>() {
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<Result>(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<Result>(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<Params, Progress, Result> 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<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;
//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*/
@MainThread
public static void execute(Runnable runnable) {
sDefaultExecutor.execute(runnable);
}
/**打印后台计算进度，onProgressUpdate会被调用*/
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(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<Params, Result> implements Callable<Result> { Params[] mParams;}
private static class AsyncTaskResult<Data> {
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<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;
//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<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
//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。
