AsyncTask源码解析

记录一下AsyncTask( compileSdkVersion 25 buildToolsVersion “25.0.3”)

AsyncTask：基本示例

    //AsyncTask(Params,Progress,Result)    class MyAsyncTask extends AsyncTask<Integer, Integer, Void> {        private static final String TAG = "MyAsyncTask";        @Override  //    @MainThread        protected void onPreExecute() {            super.onPreExecute();        }        @Override  //  @WorkerThread        protected Void doInBackground(Integer... params) {            try {                Thread.sleep(2000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            Log.e(TAG, "doInBackground: " + params[0]);            return null;        }        @Override  //    @MainThread        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {            super.onProgressUpdate(values);        }        @Override  //    @MainThread        protected void onPostExecute(Void aVoid) {            super.onPostExecute(aVoid);        }       @Override  //    @MainThread       protected void onCancelled(Void aVoid) {            super.onCancelled(aVoid);        }    }

特征：

• AsyncTask 包所在位置：android.os.AsyncTask ，属于android 独有。
• 以上复写的方法中只有doInBackground()是在后台运行的，其他几个方法均在主线程中运行。
• AsyncTask类声明时可以传递三个泛型参数，第一个参数对应着doInBackground的传入参数类型，第二个参数对应着onProgressUpdate()方法传输参数类型，第三个参数类型声明：doInBackground返回值类型，以及onPostExecute()和onCancelled()的传入参数类型。
• onProgressUpdate()则是用过publishProgress()传递消息进行回调的。
• onPostExecute()和onCancelled()两个方法不可能同时执行到，postExecute表示执行成功，cancell表示失败。
• AsyncTask 有两个执行任务方法：execute 和 executeOnExecutor ，前者是串行执行任务后者这是并行执行任务。

     mAsyncTask = new MyAsyncTask();     mAsyncTask.execute(1);     mAsyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,1);

代码分析

从execute()这条线路分析上述流程：

 public enum Status {        PENDING,//任务未执行        RUNNING,//任务正在执行        FINISHED,//任务执行完毕    }   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();//初始化操作 mainThread        mWorker.mParams = params;        exec.execute(mFuture);        return this;    }

上述代码可以看出：

• execute实际上还是调用的executeOnExecutor，只不过传递sDefaultExecutor参数。
• executeOnExecutor方法中对当前AsynTask所处的状态做了判断，处于RUNNING或者 FINISHED 状态都会抛出异常，这也决定了如果AsyncTask运行一遍之后就不能再次运行了。
• @mainThread 当前还是处于主线程,所以onPreExecute()方法运行在主线程上，并且适合做一些准备工作。

上面代码来看大概会有如下疑问：

1. mWorker 是什么？
2. mFuture是什么？
3. Executor 类型的sDefaultExecutor是什么？

解决问题：

First Question：mWorker是什么？

在AsyncTask构造器对mWorker和mFuture进行初始化。

  private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {        Params[] mParams;    }  public AsyncTask() {        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {            public Result call() throws Exception {                mTaskInvoked.set(true);                Result result = null;                try {                    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);                    result = doInBackground(mParams);                    Binder.flushPendingCommands();                } catch (Throwable tr) {                    mCancelled.set(true);                    throw tr;                } finally {                    postResult(result);                }                return result;            }        };    }

WorkerRunnable继承了Callable 接口，我们事先知道doInBackground是运行在子线程中的，也就是调用call()方法的时候已经就在子线中了，另外子线程执行完毕运行finally中的postResult传递了doInBackground的返回值，上面基本示例中AsyncTask 传递泛型为Integer类型，所以result就是int类型。

看一下postResult方法：

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

将消息以Message的形式发送出去，getHandler使用单例模式初始化了InternalHandler 对象，InternalHandler 源码如下：

 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;            }        }    }

Looper.getMainLooper() 表明最后Handler是在主线程上处理MESSAGE_POST_RESULT,执行到finish（）这个方法。那么看finish()这个方法：

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

isCancelled()是判断AsyncTask是否执行了cancel()方法，正常执行完毕则执行 onPostExecute(result); 如果是cancel()则执行 onCancelled(result);读者可以点击cancel()方法自己看最后肯定会回调到onCancelled()方法。从这看我们也就知道为什么onPostExecute 和 onCancelled 不会同时执行了。

上面InternalHandler 还处理MESSAGE_POST_PROGRESS 消息，最后回调到onProgressUpdate方法.在上面基本特征我们说过onProgressUpdate方法事由publishProgress发送消息进行回调的。那么看一下publishProgress代码：

   protected final void publishProgress(Progress... values) {        if (!isCancelled()) {            getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();        }    }

代码很简答！的确是publishProgress发送过来的消息。到这上面基本特征的结论我们都通过代码反应出来了。ok!说了这么多这都是线程池调用WorkerRunnable的call方法之后运行的了。接下来分析一下call()方法是怎么被调用的吧！

Second Question：mFuture是什么？

mFuture的初始化也是在AsyncTask的构造器中：

 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);                }            }        };

从这段代码看出mFuture初始化需要传递WorkerRunnable 对象进去。另外FutureTask 继承Runnable接口。关于mFuture先了解到这，下文用到mFuture会继续解析。

Third Question：Executor 类型的sDefaultExecutor是什么？

    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;    //AsyncTask内部类     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);//交给线程池执行器执行任务            }        }    }

SerialExecutor 从字面上理解为：串行执行器。execute()方法首先将FutureTask对象加入到双端队列mTask末尾，然后调用scheduleNext ，scheduleNext方法从mTask队列的头部先获取一个FutureTask对象，不为null则交给THREAD_POOL_EXECUTOR（线程池）消费FutureTask任务，我们看Runnable的run方法一个任务执行完毕则继续调用scheduleNext方法，有点类似于责任链模式，这明显就是串行执行了一个任务一个任务的执行。

前面说THREAD_POOL_EXECUTOR是线程池那么看一下代码：

    private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();    private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));//最少为2最大为4    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;    private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);    static {        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(                CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,                sPoolWorkQueue, sThreadFactory);        threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true); //等待超时核心线程同样会被回收        THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;    }

很明显就是线程池，对ThreadPoolExecutor各个参数做一下解释：

• corePoolSize

  线程池中的核心线程数，默认情况下，核心线程会一直存活，即使处于闲置状态。如果将ThreadPoolExecutor的allCoreThreadTimeOut属性值设置true，那也核心线程同样具有超时策略，这个时间间隔就是KeepAliveTime所指定的，当等待时间超过KeepAliveTime核心线程也会被终止。

• maximumPoolSize

  线程池中所能容纳的最大线程数

• keepAliveTime

  非核心线程闲置超时时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收，当前上面说的allCoreThreadTimeOut如果设置为true，keepAliveSeconds同样作用于核心线程。

• unit

  keepAliveSeconds参数时间单位

• workQueue

  线程中的任务队列，通过线程池中的execte()提交runnable对象到这个任务队列

• threadFactory

  线程工厂实际上是一个接口

我使用的是模拟器，我的电脑cpu为i7 4核8线程，所以求得CORE_POOL_SIZE为4,那么线程池中同时存在最大线数为9，超时时长为30s,任务队列为128。

上面SerialExecutor 中execute 将FutureTask任务交给ThreadPoolExector处理，看一下相关代码：

ThreadPoolExector

 public void execute(Runnable command) {        if (command == null)            throw new NullPointerException();        /*         * Proceed in 3 steps: //此处翻译成了中文         * 1.如果当前线程池中的线程数未超过核心线程总数，那么就直接启动一个核心线程来执行任务         * 2.如果已经达到或者是超过核心线程，那么任务会尝试插入到任务队列中，以等待执行         * 3.如果步骤2中无法将任务插入到任务队列中，说明任务队列已经满了，这个时候如果目前线程池中的线程总数未达到线程池最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务，如果已经达到了最大线程数那么就拒绝执行此任务，交给RejectedExectionHandler去处理抛出异常，也就是我们一般遇到RejectedExecutionException //（这个异常相信你一定遇到过）        int c = ctl.get();        //当前线程池中的线程小于核心线程数        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {            if (addWorker(command, true))                return;            c = ctl.get();        }        //线程池中的线程超过核心线程数，        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {            int recheck = ctl.get();            if (! isRunning(recheck) && remove(command))                reject(command);            else if (workerCountOf(recheck) == 0)                addWorker(null, false);        }        else if (!addWorker(command, false))            reject(command);    }

上面execute 给了一个逻辑步骤，这个十分重要的，当前处于运行线程数小于核心线程数，则调用addWorker处理任务。

我们看一下addWorker 这个方法：

 private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {        retry:         ...//省略部分代码        Worker w = null;        try {            w = new Worker(firstTask);//FutureWork作为参数初始化Work            final Thread t = w.thread;//获取Thread对象            if (t != null) {                       ...//省略部分代码                        workers.add(w);                        workerAdded = true;                    }                       ...//省略部分代码                if (workerAdded) {                    t.start(); //线程执行任务                    workerStarted = true;                }            }        } finally {            if (! workerStarted)                addWorkerFailed(w);        }        return workerStarted;    }

从上述代码来看通过初始化Worker，将Runnable任务添加到Worker 中，Worker是什么呢？

 private final class Worker        extends AbstractQueuedSynchronizer        implements Runnable    {        final Thread thread;        Runnable firstTask;        Worker(Runnable firstTask) {            setState(-1); // inhibit interrupts until runWorker            this.firstTask = firstTask;            this.thread = getThreadFactory().newThread(this);//创建线程        }        /** Delegates main run loop to outer runWorker. */        public void run() {            runWorker(this);        }

这里面会创建出一个线程，一旦线程start就会执行run方法，run 调用 runWorker（this）。继续向下看代码：

   final void runWorker(Worker w) {        Thread wt = Thread.currentThread();        Runnable task = w.firstTask;        w.firstTask = null;        w.unlock(); // allow interrupts        boolean completedAbruptly = true;           ...//省略部分代码                try {                    beforeExecute(wt, task);                    Throwable thrown = null;                    try {                        task.run();                    } catch (RuntimeException x) {                        thrown = x; throw x;                    } catch (Error x) {                        thrown = x; throw x;                    } catch (Throwable x) {                        thrown = x; throw new Error(x);                    } finally {                        afterExecute(task, thrown);                    }                } finally {                    task = null;                    w.completedTasks++;                    w.unlock();                }            }            completedAbruptly = false;        }     }

runWorker中获取firstTask 也就是FutureTask 对象，前面我们已经知道FutureTask 继承Runnable接口。看一下其run方法：

 public void run() {    ...//省略代码        try {            Callable<V> c = callable;            if (c != null && state == NEW) {                V result;                boolean ran;                try {                    result = c.call();                    ran = true;                } catch (Throwable ex) {                    result = null;                    ran = false;                    setException(ex);                }                if (ran)                    set(result);            }        } finally {         ...//省略代码        }    }

在run方法中获取了callable对象，并且调用了call()方法，还记着前面WokerRunnable就是继承Callable接口的，并且在FutureTask初始化方法中作为形参传入：

  public FutureTask(Callable<V> callable) {        if (callable == null)            throw new NullPointerException();        this.callable = callable;        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable    }

那么调用call（）方法你就知道干了些什么了吧！也就是前面我们介绍WokerRunnable的流程了。到这AsyncTask就算是走完了。

好了，关于AsyncTask就记录到这！