async分析

转自CSDN博客：https://blog.csdn.net/zty19901005/article/details/50727106

AsyncTask概述

AsyncTask是安卓为简化子线程访问ui操作提供的一个线程类工具类，但是AsncTask在Android系统的不断升级中，经过了多次修改，导致不同的API版本上使用AsyncTask具有不同的表现，接下来主要分析AsyncTask的使用与注意事项。

AsyncTask是一个轻量级的一部任务类，它可以在子线程执行任务，然后把执行结果分发到主线程进行处理，原理上来讲，AsyncTask是对线程池和Handler的封装，而且AsyncTask**并不适合执行特别耗时的后台任务**，否则很有可能造成内存泄漏。

AsyncTask使用

AsyncTask的定义如下：

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

AsyncTask定义了三个泛型参数，如果不需要传递具体的参数可以使用Void代替，这三个泛型参数与AsyncTask定义的几个核心方法有关：

//主线程执行，异步任务执行前被调用   
protected void onPreExecute() {
}

//工作线程执行，用于执行任务，方法参数由泛型参考Params确定，返回参数有Result参数规定
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
//主线程执行，用于处理doInBackground的返回值
oprotected void onPostExecute(Result result) {
}

//需要在doInBackground方法中调用，用于更新任务的执行进度，方法参数有Progress泛型参数规定
protected final void publishProgress(Progress... values) {
//在主线程被调用，当在doInBackground调用publishProgress分发任务进度是，此方法就会被调用
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}

其次，AsyncTask还提供了onCancel方法，它同样在主线程执行，当调用AsyncTask的cancel方法时，任务被取消，onCancel被调用，而onPostExecute不会被调用

AsyncTask的使用注意事项

AsyncTask的类必须在主线程被加载，这意味着第一次访问AsycnTask必须在主线程，当然这个过程在Android4.1以上版本系统已经自动完成，在android5.0的源码中ActivityThread的main方法中就掉用了AsyncTask.init()方法（具体为什么必须在主线程被加载，稍后分析）
AsyncTask对象必须在住下次被创建
execute方法必须在主线程被调用
不要主动调用onPreExecute等方法
一个AsyncTask只能被执行一次，否则会有异常
AsyncTask在不同系统版本的表现
- Android1.6之前：AsyncTask是串行执行的
- Android1.6开始：AsyncTask开始使用线程池处理并行任务，他是并行的
- Android3.0开始：为了避免AsyncTask带来的并发错误，AsyncTask又开始使用单个线程来执行任务，但那时在3.0之后，可以使用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行的执行任务。

AsyncTask的工作原理

了解AsyncTask的工作原理，先从它的execute方法开始分析：

 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;
    }

execute调用了executeOnExecutor方法，executeOnExecutor方法会把mFuture交给sDefaultExecutor去执行，看到这里，我们需要先了解一下executeOnExecutor中的几个变量：
- mStatus：用于记录一个AsyncTask的运行状态
- mWorker：它的类型是WorkRunnbale在AsyncTask构造方法被创建，WorkRunnbale实现了Callable接口，mWorker作为WorkRunnbale的子类，实现了来自Callable的call方法，并在call方法中调用了doInBackground方法。
- mFuture：它的实际类型是FutureTask，是一个并发相关类，它的父类实现了Runnable和Future接口，它本身接收一个Callable类型对象，当它被提交给一个任务执行器是，它的run(来自Runnable)方法被调用，而在run中会调用Callable的call方法。

具体我们可以看AsyncTask的构造方法：

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);
                }
            }
        };
    }

可以看到mFuture接收的Callable对象正是mWorker。

接着分析executeOnExecutor方法，任务执行的参数params赋值给了mWorker.mParams，然后把mFuture叫给了sDefaultExecutor执行，下面来分析一些这个sDefaultExecutor：

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);
            }
        }
    }

sDefaultExecutor就是一个SerialExecutor，它内部维护着一个mTasks队列，用于存储进程内AsyncTask提交的任务，看SerialExecutor的execute方法，接收的mFuture并不是直接运行，而是封装成为一个Runnable插入到队列中去，然后判断mActive是否为null，如果mActive=null，则会调用scheduleNext取出一个任务交给THREAD_POOL_EXECUTOR去真的执行任务，只有当一个任务执行完毕，才会再一次调用scheduleNext方法，由此分析AsyncTask确实是串行执行任务的。

可见AsyncTask有两个线程池：
- SerialExecutor 用于对任务进行串行调度，而不是真的执行任务
- THREAD_POOL_EXECUTOR真正的任务执行器，

上面分析到当mFutrue被提交到线程池中，他的run方法被调用，run方法调用Callable发call，这里对应的就是mWorker的call方法：

 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);
                }
            };

在call方法中，调用了AsyncTask的doInBackground方法，然后调用postResult(result)方法分发执行结果：

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

这里调用getHandler()获取的Handler发送了消息，消息中封装了任务的执行结果。先来看一下
getHandler()，

    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;
            }
        }
    }

它是Handler的子类，在调用getHandler()方法如果没有初始化，则它会被初始化，这里也说明了为什么AsyncTask必须在主线程调用的原因，

各个说到postResult方法把执行结果封装成AsyncTaskResult对象，然后发送了一个MESSAGE_POST_RESULT类型的消息，很显然这个消息会在InternalHandler中被处理，处理代码如下：

result.mTask.finish(result.mData[0]);

AsyncTask的finish被调用：

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

方法很简单，如果任务被取消，则调用onCancelled方法，否则调用onPostExecute方法，最后把任务的状态置为FINISHED。