Android AsyncTask详解

在Android中实现异步任务机制有两种方式，Handler和AsyncTask。

Handler模式需要为每一个任务创建一个新的线程，任务完成后通过Handler实例向UI线程发送消息，完成界面的更新，这种方式对于整个过程的控制比较精细，但也是有缺点的，例如代码相对臃肿，在多个任务同时执行时，不易对线程进行精确的控制。关于Handler的相关知识，前面也有所介绍，不清楚的朋友们可以参照一下。AsyncTask使创建异步任务变得更加简单，不再需要编写任务线程和Handler实例即可完成相同的任务。

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

1.execute(Params... params)，执行一个异步任务，需要我们在代码中调用此方法，触发异步任务的执行。
2.onPreExecute()，在execute(Params... params)被调用后立即执行，一般用来在执行后台任务前对UI做一些标记。
3.doInBackground(Params... params)，在onPreExecute()完成后立即执行，用于执行较为费时的操作，此方法将接收输入参数和返回计算结果。在执行过程中可以调用publishProgress(Progress... values)来更新进度信息。
4.onProgressUpdate(Progress... values)，在调用publishProgress(Progress... values)时，此方法被执行，直接将进度信息更新到UI组件上。
5.onPostExecute(Result result)，当后台操作结束时，此方法将会被调用，计算结果将做为参数传递到此方法中，直接将结果显示到UI组件上。
在使用的时候，有几点需要格外注意：
1.异步任务的实例必须在UI线程中创建。
2.execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。
3.不要手动调用onPreExecute()，doInBackground(Params... params)，onProgressUpdate(Progress... values)，onPostExecute(Result result)这几个方法。
4.不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

5.一个任务实例只能执行一次，如果执行第二次将会抛出异常。

onInBackground方法运行在工作线程，其他的方法全部运行在主线程，看看它的默认构造方法

private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);

            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            //noinspection unchecked
            return postResult(doInBackground(mParams));
        }
    };

    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 occured while executing doInBackground()",
                        e.getCause());
            } catch (CancellationException e) {
                postResultIfNotInvoked(null);
            }
        }
    };

AsyncTask的默认构造器初始化了二个对象，mWorker和mFuture，FutureTask实现了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口是JDK提供的，看名称就知道它继承了Runnable和Future接口，mFuture是FutureTask的一个实例，可以直接被Executor类实例execute。

我们从execute方法入手，看看其实现原理

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;
}

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

 public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

SERIAL_EXECUTOR我们其实也是可以通过方法去自定义的，Android帮我们的默认实现是逐个执行任务，也就是单线程的，关于AsyncTask的任务执行是单线程实现还是多线程实现还有一段很有意思的历史，较早的版本是单线程实现，从Android2.X开始，Google又把它改为多线程实现，后来Google发现，多线程实现的话，会有很多需要保证线程安全的额外工作留给开发者，所以从Android3.0开始，又把默认实现改为单线程了

接着看SerialExecutor.execute()

 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);
            }
        }
    }

这里只是把mFuture当个Runnable接口里面的窗口，被 SERIAL_EXECUTOR这个线程池加入到了mTasks队列中去了，而真正执行是在另外一个线程池中

    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

执行的时候就会调用到mFuture对象的run方法，这点在添加到mTasks队列的代码可以看到。

mFuture的run方法又会调用到mWorker的call方法，call方法会掉到postResult(doInBackground(mParams))

总的来说，executeOnExecutor方法中先调用onPreExecute()方法，此时还在主线程(严格来说是调用AsyncTask执行的线程)，然后exec.execute(mFuture)，把任务交给exec处理，execute mFuture其实就是invoke mWoker，然后调用postResult(doInBackground(mParams))，此时已经运行在工作线程池，不会阻塞主线程。然后给mHandler发送MESSAGE_POST_RESULT消息，然后调用finish方法，如果isCancelled，回调onCancelled，否则回调onPostExecute。

private Result postResult(Result result) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}
private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();
private static class InternalHandler extends Handler {
    @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;
        }
    }
}
private void finish(Result result) {
    if (isCancelled()) {
        onCancelled(result);
    } else {
        onPostExecute(result);
    }
    mStatus = Status.FINISHED;
}

Android AsyncTask详解

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