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上篇文章简单说明了AsyncTask的使用,如果你还未了解,请先看这篇文章,Android 源码解析AsyncTask(一)。今天这篇文章详细的从源码的角度解析AsyncTask。
下面通过源码来看看AsyncTask,本文是基于android-24,因为不同平台的AsyncTask源码可能会有区别。
1.首先看AsyncTask的构造函数,
/**
* Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
*/
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);
}
}
};
}
Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
由此看见,AsyncTask的创建必须在UI线程中。构造函数中,初始化了两个对象,mWorker和mFuture对象,
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
其中mWorker是WorkerRunnable类,WorkerRunnable类实现了Callable接口,
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
该类有一个mParams属性,mParams是一个数组,用于保存传递的参数,Callable接口只有一个call方法,
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
* @throws Exception if unable to compute a result
*/
V call() throws Exception;
}
再回到初始化的地方, 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);
}
实现了call方法,该方法中设置mTaskInvoked为true,表示当前任务已经被执行过,设置线程的优先权,然后调用doInBackground(mParams),将返回的result传递给postResult(result),最终将执行结果返回。可以看到在call方法中执行了doInBackground()方法。下面看看postResult()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;
}
很明显,这个地方使用了消息机制,通过Handler向外发送了一个Message,Message的what等于MESSAGE_POST_RESULT,Message的obj为AsyncTaskResult对象,
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
AsyncTaskResult类很简单,只是将参数封装给自己。
那么我们就需要找找接受消息的Handler,
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
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;
}
}
}
可以看出InternalHandler是运行在主线程中的,再来看看它的handleMessage()方法,如果msg.what等于MESSAGE_POST_RESULT,则调用该AsyncTask的finish()方法;如果msg.what等于MESSAGE_POST_PROGRESS,则调用AsyncTask的onProgressUpdate()方法。下面看看AsyncTask的finish()方法,
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
可以看到,如果调用了isCancelled()方法,则执行onCancelled(result)方法,否则调用onPostExecute(result)方法。可以看到这儿执行了onPostExecute(result)方法。 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);
}
}
};
重写了done()方法,
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
如果wasTaskInvoked等于false,则执行postResult(result)。
至此,有关mWorker和mFuture对象的初始化就介绍完了。
2.下面看AsyncTask如何执行的,我们都知道执行AsyncTask,需要调用execute()方法,
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;
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)方法传递了两个参数,第3-13行,是判断该AsyncTask的状态,如果状态不等于Status.PENDING,则会抛异常,这就是为什么一个AsyncTask只能被执行一次的原因。
首先看sDefaultExecutor,
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
可以得知SERIAL_EXECUTOR是一个常量类,所以一个应用程序都会共用同一个SerialExecutor对象,
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);
}
}
}
public interface Executor {
/**
* Executes the given command at some time in the future. The command
* may execute in a new thread, in a pooled thread, or in the calling
* thread, at the discretion of the {@code Executor} implementation.
*
* @param command the runnable task
* @throws RejectedExecutionException if this task cannot be
* accepted for execution
* @throws NullPointerException if command is null
*/
void execute(Runnable command);
}
sDefaultExecutor是SerialExecutor的一个实例,SerialExecutor内部有一个任务队列。
接下来看它的execute(),mTasks.offer(Runnable r)表示将Runnable对象添加到队列的尾部;mTasks.poll()表示检索并移除队列的头部。
当执行execute()方法时,首先将一个Runnable加入到队列的尾部,接着判断mActive是否等于null,如果mActive等于null,然后执行 scheduleNext()方法,该方法从队列的头部获取一个任务,如果该任务不等于null,则执行 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)。如果是第一次运行,会执行THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)方法。那么THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)是什么东西呢? private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
// We want at least 2 threads and at most 4 threads in the core pool,
// preferring to have 1 less than the CPU count to avoid saturating
// the CPU with background work
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;
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.getAndIncrement());
}
};
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
/**
* An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
*/
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;
}
哦!原来THREAD_POOL_EXECUTOR是一个线程池啊!最大线程数量,核心线程数量,核心线程的空闲存活时间(有关线程池,详情请看, Android(线程二) 线程池详解)。
我们再次梳理一下AsyncTask的execute()方法整个流程。
(1).调用execute()方法,实际上调用的是executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
(2).executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params),首先执行onPreExecute()方法,接着执行exec.execute(mFuture)方法即sDefaultExecutor.execute(),而sDefaultExecutor是SerialExecutor对象,那么也就是调用SerialExecutor.execute()方法,SerialExecutor.execute()方法是将Runnable加入到队列的尾部。第一次运行,那么就启动线程池去运行队列头部任务,执行完毕后,再执行 scheduleNext()方法,该方法判断队列头部是否还有要执行的任务,如果有,那么将继续执行执行线程池;如果有新的任务要执行,那么需要等待上一个任务执行完毕后才执行。
由此,我们可以得知AsyncTask虽然内部有线程池,但是其实还是一个线程一个线程的执行,并不是并发执行的。
以上就是有关AsyncTask的execute()方法的整体描述,下面还是通过一张图说明它的执行过程,
线程池执行的Runnable其实mFuture对象,mFuture对象前面我们已经简单介绍了。下面我们看看mFuture的run()方法,
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);
}
}
其中第6行的callable参数是我们传递的参数mWorker对象,第11行调用了mWorker的call(),也就是会调用我们在AsyncTask的构造方法中初始化mWorker时实现的call()方法,又回到我们之前介绍过的call()方法了。第18、19行,如果ran = true,则执行set(V v)方法,
protected void set(V v) {
if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v;
U.putOrderedInt(this, STATE, NORMAL); // final state
finishCompletion();
}
}
最终会执行finishCompletion()方法,
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (U.compareAndSwapObject(this, WAITERS, q, null)) {
for (;;) {
Thread t = q.thread;
if (t != null) {
q.thread = null;
LockSupport.unpark(t);
}
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc
q = next;
}
break;
}
}
done();
callable = null; // to reduce footprint
}
第21行会执行 done(),也就是会调用我们在AsyncTask的构造方法中初始化mFuture时实现的done()方法,done()方法这里主要是验证postResult()是否被调用了,如果没有被调用,则调用postResult()方法。
通过对FutureTask的说明可以知道,mFuture是mWorker的操作类,它不仅用来实现对AsyncTask任务的操作(cancel,get等),最主要的,实现了mWorker执行结束的操作。
好了,我们基于源码分析AsyncTask就结束了!但是,等等,好像还有一个方法没有分析呢!onProgressUpdate()方法,那么它是如何被调用的呢?首先我们看publishProgress()方法的源码,
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
可以看到,该方法依旧只是,通过Handler向外发送了一个Message,Message的what等于MESSAGE_POST_PROGRESS,Message的obj为AsyncTaskResult对象,又回到之前我们介绍过的InternalHandler了,如果what等于MESSAGE_POST_PROGRESS,则调用AsyncTask的onProgressUpdate()方法,而onProgressUpdate()方法需要我们自己去实现。
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
当手动调用publishProgress()方法时,便会发送一个消息,最终会调用AsyncTask的onProgressUpdate()方法。
通过源码分析完AsyncTask,可以知道AsyncTask内部其实就是线程和Handler的封装,并且它的内部虽然有线程池,但是其实也是同一时刻只有一个线程运行。有关Handler的详情介绍,请看 Android 源码解析Handler处理机制(二)。
下面依旧通过一张图来说明,AsyncTask整个的运行过程,
3. 实例演示AsyncTask中的execute()和executeOnExecutor()。
(1).执行execute();
同时执行多个AsyncTask。
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
TextView tv;
Button btn;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
btn = (Button) findViewById(R.id.btn);
btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
start();
}
});
}
class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Void, Void> {
String name;
public DownloadTask(String name) {
this.name = name;
}
@Override
protected Void doInBackground(Void... params) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
@Override
protected void onPostExecute(Void s) {
super.onPostExecute(s);
SimpleDateFormat simpleDateFormat=new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
Log.e(TAG, name+"----->执行完毕时间:"+ simpleDateFormat.format(new Date())+"" );
}
}
private void start() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new DownloadTask("AsyncTask"+i).execute();
}
}
}
运行后的截图如下,
可以看到当点击按钮时,同时执行了10个AsyncTask,这10个AsyncTask是串行运行的,按顺序一个一个执行。
(2).执行executeOnExecutor()。
private void start() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new DownloadTask("AsyncTask"+i).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
}
}
执行结果截图,
AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,这个是系统提供的一个线程池,核心为5条,最大128条。
可以看到当点击按钮时,同时执行了10个AsyncTask,首先同时执行了5个AsyncTask(因为核心线程数量是5,),这5个AsyncTask执行完毕后,接着在执行剩下的5个AsyncTask。
可以看到使用executeOnExecutor(),可以达到并发处理的效果。具体的并发处理逻辑是依靠传递的线程池参数。当然,线程池我们可以使用系统的或者自定义。有关线程池,详情请看
Android(线程二) 线程池详解 。
4.总结。
1.创建AsyncTask,必须在主线程中;
2.执行AsyncTask的 execute()方法,要在主线程中;
3.不要手动调用AsyncTask的几个方法,onPreExecute(),doInBackground(),onProgressUpdate(),onPostExecute();
4.一个任务实例只能执行一次,否则再次执行将抛出异常;
5.在Android1.6之前,AsyncTask是串行执行任务的,Android1.6的时候AsyncTask开始采用线程池理财并行任务,但是从Android3.0开始,为了避免AsyncTask所带来的并发错误,AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务。尽管如此,在Android3.0以及后续的版本中,我们仍然可以通过AsyncTask的executeOnExecutor方法并行地执行任务;
6.AsyncTask本质对线程和Handler的封装,它里面虽然有线程池,但是同时只有一个线程在运行,所以AsyncTask并不适合进行特别耗时的后台任务,对于特别耗时的任务来说,建议使用线程池。
PS:异步任务是一个匿名内部类,因此它对当前Activity有一个隐式引用。如果Activity在销毁之前,任务还未完成, 那么将导致Activity的内存资源无法回收,造成内存泄漏。那么该怎么解决呢?代码如下所示,
static class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Void,Void>{
private WeakReference<Context> mReference;
public MyAsyncTask(Context context) {
mReference = new WeakReference<Context>(context);
}
@Override
protected Void doInBackground(Void... voids) {
//执行任务
return null;
}
@Override
protected void onPostExecute(Void aVoid) {
super.onPostExecute(aVoid);
MainActivity activity=(MainActivity) mReference.get();
if(activity!=null){
//执行操作
}
}
}
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