AsyncTask 原理分析

一、先来看看AsyncTask的定义，以及主要的方法。

AsyncTask的定义如下:

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
......
}

其中这几个泛型分别表示：参数类型、进度类型、返回结果类型。

接下来看看这个类中主要的方法

//需要我们重写，其工作在子线程，用于执行比较耗时的操作
protected abstract Result doInBackground(Params... params);

//在excute（Params ...params)被调用后立即执行，执行在UI线程，一般用来执行后台任务前对UI做一些标记。
protected void onPreExecute() {
}
//执行在UI线程。当后台操作结束时，此方法将会被调用，doBackground函数返回的计算结果将作为参数传递到此方法中，直接将结果显示到UI组件上
protected void onPostExecute(Result result) {
}
//执行UI线程，在调用publishProgress（Progress... values)来更新进度信息
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
//执行一个异步任务，需要我们在代码中调用
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}

ok，主要的方法介绍完了，我们切入正题，来看看它内部的实现原理。

我们知道当我们new 一个异步任务时，它首先会执行AsyncTask的构造方法，然后我们会调用他的execute(Params …) 方法并传参。所以接下来我们先看看它的构造方法，以及execute(Params…)方法。

构造方法如下:

public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);

Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
Result result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
return postResult(result);
}
};

mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
@Override
protected void done() {
try {
postResultIfNotInvoked(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);
}
}
};
}

这里我们看到：它new 了2个类 WorkerRunnable 和 FutureTask，并且将mWorker 当作参数传递给了 mFuture。我们先来看看 WorkerRunnable 的定义：

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

可以看到 WorkerRunnable 实际上是一个 Callable，并且他包含了 Params[] 的成员。

FutureTask、Callable 我已在前面的博客上作出了介绍，具体参考http://blog.csdn.net/a992036795/article/details/51362487

我们知道FutureTask 实现了 RunnableFuture ，而RunnableFuture 接口继承自

Runnable, Future。所以说 FutureTask 也是一个Runable对象。

好的，接下来我们来查看AsyncTask的execute(Params[] …)方法：

@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}

@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;

onPreExecute();

mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);

return this;
}

我们可以看到execute(Params[]…)方法又调用了 executeOnExecutor 方法。

在 executeOnExecutor()方法中我们看到：

1、他首先判断了当前任务的状态，如果不是PENDING 状态，则会抛出异常。这就告诉我们，一个异步任务实例只能执行一次。

2、将当前的状态更改为 RUNNING

3、调用onPreExecute() 方法，因为我们使用异步任务时在主线程，所以onPreExecute（）方法也会发生在主线程

4、将参数传递给 mWorker。通过构造方法我们知道 mWorker是一个WorkerRunnable 对象。

5、最后调用 exec.execute(mFuture); 这里的exec 我们可以看到是一个静态的成员变量sDefaultExecutor，我们来看看它的定义。

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
Runnable mActive;

public synchronized void execute(final Runnable r) {
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
r.run();
} finally {
scheduleNext();
}
}
});
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}

protected synchronized void scheduleNext() {
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}

我们稍加分析，可以看到它默认是一个顺序执行的线程池，他最终调用 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);

我们接着看看THREAD_POOL_EXECUTOR的定义

public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

这里我们明显可以看到他是一个线程池了。

也就是说，我们将mFuture 向上转型为了 Runable然后传递给了这个线程池，那么我们知道，它肯定会调用 mFuture 的run方法。我们知道mFuture 是一个FutureTask 而且他在创建的时候，将mWorker(实现了 Callable)通过构造方法传递进去了，参见上文AsyncTask 构造方法。

好的，我们接下来看看 FutureTask的 构造方法，以及run方法。

public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

public void run() {
if (state != NEW ||
!U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
return;
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
if (ran)
set(result);
}
} finally {
// runner must be non-null until state is settled to
// prevent concurrent calls to run()
runner = null;
// state must be re-read after nulling runner to prevent
// leaked interrupts
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}

这里我们看到了，他将mWorker转型为Callable，然后又在 run方法中调用 callable.call（）方法。也就是数调用了 mWorker.call()方法。

我重新附上 mWorker在 AsyncTask 构造方法中的定义:

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);

Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
Result result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
return postResult(result);
}
};

可以看到，他调用了 doInBackground(mParams) (mParams 是 execute()方法传入的）并将结果 通过 postResult(result)发送出去。

这里我们就看以看到: doInBackground(mParams) 发生在子线程。

好的接下来看 postResult(result)方法。

private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}

可以看到，他通过handler发送了一个消息，并将result 封装了成了一个AsyncTaskResult 对象 一并发送出去

这里给出AsyncTaskResult的定义

private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;

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

好的，我们马上来查看他的Handler

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

@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
@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;
}
}
}

可以看到他是一个主线程的Handler

他在hanlde中调用了 result.mTask.finish(result.mData[0]); 查看AsyncTaskResult的定义我们知道，实质是调用了 AsyncTask 的finish方法。我们接着来看 AsyncTask的finish()方法

private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}

到这里我们依然清楚明了~ onPostExecute(result); 发生在主线程，并将状态置为FINISHED。

大体流程就是这样。

还有 publishProgress（） 实质也是给handle发送一个消息

这里附上源码：

@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}

最红handle处理时 会走 MESSAGE_POST_PROGRESS 分支 调用哦AsyncTask的 onProgressUpdate 方法，（发生在主线程)