AsyncTask的工作原理

AsyncTask是Android本身提供的一种轻量级的异步任务类。它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终的结果传递给主线程更新UI。实际上，AsyncTask内部是封装了Thread和Handler。虽然AsyncTask很方便的执行后台任务，以及在主线程上更新UI，但是，AsyncTask并不合适进行特别耗时的后台操作，对于特别耗时的任务，个人还是建议使用线程池。好了，话不多说了，我们先看看AsyncTask的简单用法吧。

AsyncTask是一个抽象的泛型类。简单的介绍一下它的使用方式代码如下：

 1  
 2 
 3 package com.example.huangjialin.myapplication;
 4 
 5  
 6 import android.os.AsyncTask;
 7 
 8 import android.util.Log;
 9 
10  
11 /**
12 
13  * Created by huangjialin on 2018/3/11.
14 
15  */
16 
17 public class AsyncTaskTest extends AsyncTask<String, Object, Long>{
18 
19  
20     @Override
21 
22     protected void onPreExecute() {
23 
24         super.onPreExecute();
25 
26         Log.i("AsyncTaskTest","---准备下载---");
27 
28     }
29 
30  
31 
32     @Override
33 
34     protected Long doInBackground(String... params) {
35 
36  
37 
38         Log.i("AsyncTaskTest","---在后台正在下载---");
39 
40         return null;
41 
42     }
43 
44 
45     @Override
46 
47     protected void onProgressUpdate(Object... values) {
48 
49         super.onProgressUpdate(values);
50 
51         Log.i("AsyncTaskTest","---在更新---");
52 
53     }
54 
55  
56 
57     @Override
58 
59     protected void onPostExecute(Long aLong) {
60 
61         super.onPostExecute(aLong);
62 
63         Log.i("AsyncTaskTest","---下载完成，将结果返回到主线程--");
64 
65     }
66 
67 }

然后在activity中调用 new AsyncTaskTest().execute();就可以了...使用起来比较简单，这里就不在讲述怎么使用了。

AsyncTask提供有4个核心方法：

1、onPreExecute():该方法在主线程中执行，在执行异步任务之前会被调用，一般用于一些准备工作。

2、doInBackground(String... params):这个方法是在线程池中执行，此方法用于执行异步任务。在这个方法中可以通过publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法，另外，任务的结果返回给onPostExecute方法。

3、onProgressUpdate(Object... values):该方法在主线程中执行，主要用于任务进度更新的时候，该方法会被调用。

4、onPostExecute(Long aLong)：在主线程中执行，在异步任务执行完毕之后，该方法会被调用，该方法的参数及为后台的返回结果。

除了这几个方法之外还有一些不太常用的方法，如onCancelled(),在异步任务取消的情况下，该方法会被调用。

好了，AsyncTask基本的使用就介绍到这里，下面我们进入主题，我们一起看看AsyncTask的工作原理。

AsyncTask的工作原理

先从execute走起，源码来了

 1  @MainThread
 2 
 3     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
 4 
 5         return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
 6 
 7     }
 8 
 9  
10 
11     @MainThread
12 
13     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
14 
15             Params... params) {
16 
17         if (mStatus != Status.PENDING) {
18 
19             switch (mStatus) {
20 
21                 case RUNNING:
22 
23                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
24 
25                             + " the task is already running.");
26 
27                 case FINISHED:
28 
29                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
30 
31                             + " the task has already been executed "
32 
33                             + "(a task can be executed only once)");
34 
35             }
36 
37         }
38 
39  
40         mStatus = Status.RUNNING;
41 
42  
43 
44         onPreExecute();
45 
46  
47 
48         mWorker.mParams = params;
49 
50         exec.execute(mFuture);
51 
52  
53 
54         return this;
55 
56     }

为了方面分析，我就把英文注释干掉了…源码可以知道从上面的execute方法内部调用的是executeOnExecutor()方法。而sDefaultExecutor实际上是一个串行的线程池。而onPreExecute()方法在这里就会被调用了。接着看这个线程池。

  1  private static class SerialExecutor implements Executor {
  2 
  3         final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
  4 
  5         Runnable mActive;
  6 
  7  
  8         public synchronized void execute(final Runnable r) {
  9 
 10             mTasks.offer(new Runnable() {
 11 
 12                 public void run() {
 13 
 14                     try {
 15 
 16                         r.run();
 17 
 18                     } finally {
 19 
 20                         scheduleNext();
 21 
 22                     }
 23 
 24                 }
 25 
 26             });
 27 
 28             if (mActive == null) {
 29 
 30                 scheduleNext();
 31 
 32             }
 33 
 34         }
 35 
 36  
 37 
 38         protected synchronized void scheduleNext() {
 39 
 40             if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
 41 
 42                 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
 43 
 44             }
 45 
 46         }
 47 
 48     }
 49 
 50  
 51 
 52 public AsyncTask() {
 53 
 54         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
 55 
 56             public Result call() throws Exception {
 57 
 58                 mTaskInvoked.set(true);
 59 
 60                 Result result = null;
 61 
 62                 try {
 63 
 64                     Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
 65 
 66                     //noinspection unchecked
 67 
 68                     result = doInBackground(mParams);
 69 
 70                     Binder.flushPendingCommands();
 71 
 72                 } catch (Throwable tr) {
 73 
 74                     mCancelled.set(true);
 75 
 76                     throw tr;
 77 
 78                 } finally {
 79 
 80                     postResult(result);
 81 
 82                 }
 83 
 84                 return result;
 85 
 86             }
 87 
 88         };
 89 
 90  
 91 
 92         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
 93 
 94             @Override
 95 
 96             protected void done() {
 97 
 98                 try {
 99 
100                     postResultIfNotInvoked(get());
101 
102                 } catch (InterruptedException e) {
103 
104                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
105 
106                 } catch (ExecutionException e) {
107 
108                     throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",
109 
110                             e.getCause());
111 
112                 } catch (CancellationException e) {
113 
114                     postResultIfNotInvoked(null);
115 
116                 }
117 
118             }
119 
120         };
121 
122     }
123 
124

从上面的代码可以知道，AsyncTask的执行是排队执行的，因为有关键字synchronized，而AsyncTask的Params参数就封装成为FutureTask类，FutureTask这个类是一个并发类，在这里它充当了Runnable的作用。接着FutureTask会交给SerialExecutor的execute方法去处理，而SerialExecutor的executor方法首先就会将FutureTask添加到mTasks队列中，如果这个时候没有任务，就会调用scheduleNext()方法，执行下一个任务。如果有任务的话，则执行完毕后最后在调用 scheduleNext();执行下一个任务。直到所有任务被执行完毕。而AsyncTask的构造方法中有一个call()方法，而这个方法由于会被FutureTask的run方法执行。所以最终这个call方法会在线程池中执行。而doInBackground这个方法就是在这里被调用的。我们好好研究一下这个call()方法。

 1 public Result call() throws Exception {
 2 
 3                 mTaskInvoked.set(true);
 4 
 5                 Result result = null;
 6 
 7                 try {
 8 
 9                     Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
10 
11                     //noinspection unchecked
12 
13                     result = doInBackground(mParams);
14 
15                     Binder.flushPendingCommands();
16 
17                 } catch (Throwable tr) {
18 
19                     mCancelled.set(true);
20 
21                     throw tr;
22 
23                 } finally {
24 
25                     postResult(result);
26 
27                 }
28 
29                 return result;
30 
31             }
32 
33         };
34 
35  
36 private Result postResult(Result result) {
37 
38         @SuppressWarnings("unchecked")
39 
40         Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
41 
42                 new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
43 
44         message.sendToTarget();
45 
46         return result;
47 
48     }

mTaskInvoked.set(true);表示当前任务已经执行过了。接着执行doInBackground方法，最后将结果通过postResult(result);方法进行传递。postResult()方法中通过sHandler来发送消息，sHandler的代码如下：

 1 private static class InternalHandler extends Handler {
 2 
 3         public InternalHandler() {
 4 
 5             super(Looper.getMainLooper());
 6 
 7         }
 8 
 9 
10         @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
11 
12         @Override
13 
14         public void handleMessage(Message msg) {
15 
16             AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
17 
18             switch (msg.what) {
19 
20                 case MESSAGE_POST_RESULT:
21 
22                     // There is only one result
23 
24                     result.mTask.finish(result.mData[0]);
25 
26                     break;
27 
28                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:
29 
30                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
31 
32                     break;
33 
34             }
35 
36         }
37 
38     }
39 
40 
41 private void finish(Result result) {
42 
43         if (isCancelled()) {
44 
45             onCancelled(result);
46 
47         } else {
48 
49             onPostExecute(result);
50 
51         }
52 
53         mStatus = Status.FINISHED;
54 
55     }

到这里，就很明了。

注意：AsyncTask中有两个线程池，一个是SerialExecutor，另一个是THREAD_POOL_EXECUTOR，其中前者主要是任务进行排队的，后者才是真正的执行任务。

而AsyncTask中还有一个方法InternalHandler，这个方法的主要作用是将执行环境从线程池切换到主线程的。

到此，AsyncTask的工作原理基本已经分析完毕了，如果有遗漏或者错误的地方，麻烦大神指出来，相互交流，相互进步。