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Android AsyncTask原理解析

本文参考API 29

1.基本原理

AsyncTask的基本原理是:线程池 + Handler,内部封装了2个线程池和1个Handler;线程池负责线程调度和执行任务,Handler负责异步通信。

成员变量具体作用
THREAD_POOL_EXECUTOR(线程池)执行任务的线程
sBackupExecutor(线程池)使用队列,配合任务调度
mHandler工作线程与主线程之间的通信

主要回调方法

  • onPreExecute()
  • doInBackground(Params... params)
  • onProgressUpdate(Progress... values)
  • onPostExecute(Result result)
  • onCancelled(Result result)

这是整个流程中关键节点的方法,在调用execute()方法之后,按照顺序onPreExecute() -> doInBackground(Params... params) -> onPostExecute(Result result).

如果调用cancel方法取消的当前任务,最后会执行onCancelled(Result result)替代onPostExecute

doInBackground方法中还可以可以调用onProgressUpdate(Progress... values)方法更新任务进度。

2.分析

AsyncTask构造器

AsyncTask的构造器分别创建了HandlerWorkerRunnableFutureTask一个对象。

源码中的的构造器,有三个,但是实际能使用的只有AsyncTask(),后两个都被hide了无法调用,这一点就限制了Handler在创建的时候,一定是在UI线程的。

  • AsyncTask()
  • AsyncTask(Handler handler)
  • AsyncTask(Looper callbackLooper)

这个内部默认的Handler实现代码如下:

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

        @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;
            }
        }
    }
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可以看出,主要就是发送结果和更新progress事件。

WorkerRunnable其实是用来暂存Params[]Callable接口,Callable接口只有call()

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
    Params[] mParams;
}
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在创建WorkerRunnable对象时,实现了call()方法

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
    public Result call() throws Exception {
        //1.修改Task是否执行为true
        mTaskInvoked.set(true);
        Result result = null;
        try {
            //2.设置线程优先级
            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //3.执行doInBackground方法,获取结果
            result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();
        } catch (Throwable tr) {
            //4.发生异常,修改是否取消状态为true
            mCancelled.set(true);
            throw tr;
        } finally {
            //5.同过mHandler发送result
            postResult(result);
        }
        return result;
    }
};
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创建了1个FutureTask类的对象,复写了done(),这里注意FutureTask在创建的时候传入WorkerRunnable的示例对象,在FutureTask的run方法中会执行WorkerRunnable的call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);
        }
    }
};

//-------------- 分割线 --------------
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
    //获取task执行的标记,没有执行则通过mHandler发送结果
    final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
    if (!wasTaskInvoked) {
        postResult(result);
    }
}
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FutureTask是实现了Runnable和Future接口的类,主要是维护了Task在整个过程中的一个状态,在execute()方法中最终执行的就是FutureTask的示例对象。

execute()

execute其实是调用了executeOnExecutor方法,将task加入到任务队列的线程池中,然后按顺序执行

对于mStatus这个状态可以看到,每个AsyncTask只能执行一次,执行中或者已经完成的AsyncTask在此执行都会抛出IllegalStateException

@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;
}
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总结

AsyncTask就是对了耗时操作时的线程调度和任务状态管理,虽然现在基本不使用,但是部分的代码写法还是值得学习的。