Android AsyncTask了解

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我们知道,Android的界面渲染都是在UI线程中执行的,但是还会有一些耗时操作,如果直接在UI线程中执行,会导致ANR。那么,就需要在子线程处理耗时操作,处理完成之后,再交给UI线程处理。

为了处理子线程ui线程的切换,Android为我们提供了Handler机制。Handler就是将子线程的内容传递到当前线程(Handler初始化的线程)。

为了使用Handler实现数据在不同线程间的切换,需要使用Handler+Thread的方式。其中比较麻烦,Android为了方便我们在UI与子线程之间的切换,提供了AsyncTask。接下来,我们分析一下AsyncTask的过程。

AsyncTask里面有一个静态内部类SerialExecutor,源码如下

private static class SerialExecutor implement Executor {
    
    final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque();
    Runnable mActive;
    
    public synchronized void execute(final Runnable r) {
        mTasks.offer(new Runnable(){
            public void run() {
                try{
                    r.run();
                } finally{
                    scheduleNext();
                }
            } 
        });
        
        if(mActive == null) {
            sheduleNext();
        }
    }
    
    protected synchronized void scheduleNext() {
        
        if((mActive = mTasks.poll()) != null) {
            THREAD_POLL_EXECUTOR.execute(mActive)
        }
    }
}

在上述代码中,THREAD_POOL_EXECUTOR是在静态代码块里面初始化的:

static {
    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
                sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
                
    //核心线程,在空闲状态的时候,若时间超过KEEP_ALIVE_SECONDS,则会被杀死
    threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
    
    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;
    
    //将threadPoolExecutor赋值给THREAD_POOL_EXECUTOR
    THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}

在上面的SerialExecutor的实现里面,我们可以看到,每一个任务,都会放到mTask队列里面,每次从mTask中获取一个任务,然后通过线程池去执行。 SerialExecutor的实例化方式为: public static final Executor sDefaultExecutor = new SerialExecutor();可知,sDefaultExecutor是在主线程中,并且只保存一份内存地址。

同时,THREAD_POOL_EXECUTOR的实例化,是在静态代码块中,在静态代码块中声明的内容,其是在主线程中的,并且保持一份内存地址。

因此,每次new 一个AsyncTask,但是对应一个线程池THREAD_POOL_EXECUTOR,因此,AsyncTask同时执行的任务不能太多,如果超过线程池规定的数据,任务就会执行失败。

AsyncTask提供了两种方式,执行任务,分别是

1、execute(Param... param),内部会调用executeOnExecutor execute(sDefaultExecutor, param) 使用串行下载,里面使用默认的SerialExecutor,这个里面维护了一个队列,一个一个下载

2、executeOnExecutor(Executor exec, Param... param) 可以构造自己的下载方式,比如使用串行下载或者并行下载

其中,sDefaultExecutor = new SerialExecutor(); 我们看一下executeOnExecutor源码:

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec, Param... params) {
    
    mStatus = Status.RUNNING;
    
    onPreExecute();
    
    mWorker.mParams = params;
    
    exec.execute(mFuture);
    
    return this;
    
} 

其中,上面的mWorker和mFuture是在构造函数里面创建的,代码如下:

public AsyncTask(Looper callbackLooper) {
    mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);
    
    mWorker = new WorkerRunnable<Param, Result>() {
        
        public Result call() {
            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 {
                    //利用handler将消息发送到UI线程中(Handler创建的线程中)
                    //AsyncTask必须在UI线程中调用
                    postResult(result);
                }
                return 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);
                }
            }
        };
}

从上面我们可以知道,AsyncTask里面使用了FutureTask,处理任务。 当任务执行完成之后,使用postResult,将执行完成之后的结果通过handler的sendMessage切换到Handler所在的线程中。

postResult方法里面是如下实现:

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

将执行结果通过sendMessgae发送到Handler所在的线程中。 Handler的handMessage接收到MESSAGE_POST_RESULT,会调用AsyncTask的finish方法,finish方法里面实现如下

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

我们可以看到,如果当前任务没有被cancle,则会调用onPostExecute,否则调用onCancelled

总结:

执行AsyncTask的execte方法之后,使用线程池ThreadPoolExector执行任务。每个任务是一个FutureTask,FutureTask构造函数里面传的是一个Callable,Callable执行里面的call方法,最终会调用doInBackGround方法,同时在finally里面执行postResult,任务执行完成之后,调用FutureTask里面的done方法,done最终会调用onPostExecutor()方法。

在上面我们看到postResult有两个地方都会调用,但是实际上,postResult只会执行一次。因为,如果在call中,正常执行doInBackGround,就会记一个flag,下次回调到done方法的时候,会先判断flag,如果flag为true,就不重新sendMessage。

由于线程池在静态代码块里面实例化,因此,整个app进程,只保留一份内存地址,因此,尽量避免同时new多个AsyncTask,因为ThreadPoolExector只有一份,里面的核心任务数量是一定的,如果AsyncTask任务过多,会导致一些任务运行失败。