AsyncTask 研究二内部原理

来源：互联网发布：zabbix windows 编辑：程序博客网时间：2024/06/05 17:17

AsyncTask是对Thread+Handler良好的封装，在android.os.AsyncTask代码里仍然可以看到Thread和Handler的踪迹。下面就向大家详细介绍一下AsyncTask的执行原理。

我们先看一下AsyncTask的大纲视图：

我们可以看到关键几个步骤的方法都在其中，doInBackground(Params... params)是一个抽象方法，我们继承AsyncTask时必须覆写此方法；onPreExecute()、onProgressUpdate(Progress... values)、onPostExecute(Result result)、onCancelled()这几个方法体都是空的，我们需要的时候可以选择性的覆写它们；publishProgress(Progress... values)是final修饰的，不能覆写，只能去调用，我们一般会在doInBackground(Params... params)中调用此方法；另外，我们可以看到有一个Status的枚举类和getStatus()方法，Status枚举类代码段如下：

[java] view plaincopy
        //初始状态  
    private volatile Status mStatus = Status.PENDING;  
      
    public enum Status {  
        /** 
         * Indicates that the task has not been executed yet. 
         */  
        PENDING,  
        /** 
         * Indicates that the task is running. 
         */  
        RUNNING,  
        /** 
         * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished. 
         */  
        FINISHED,  
    }  
  
/** 
     * Returns the current status of this task. 
     * 
     * @return The current status. 
     */  
    public final Status getStatus() {  
        return mStatus;  
    }  

可以看到，AsyncTask的初始状态为PENDING，代表待定状态，RUNNING代表执行状态，FINISHED代表结束状态，这几种状态在AsyncTask一次生命周期内的很多地方被使用，非常重要。

介绍完大纲视图相关内容之后，接下来，我们会从execute(Params... params)作为入口，重点分析一下AsyncTask的执行流程，我们来看一下execute(Params... params)方法的代码段：

[java] view plaincopy
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
        if (mStatus != Status.PENDING) {  
            switch (mStatus) {  
                case RUNNING:  
                    //如果该任务正在被执行则抛出异常  
                    //值得一提的是,在调用cancel取消任务后,状态仍未RUNNING  
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
                            + " the task is already running.");  
                case FINISHED:  
                    //如果该任务已经执行完成则抛出异常  
                    throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
                            + " the task has already been executed "  
                            + "(a task can be executed only once)");  
            }  
        }  
          
        //改变状态为RUNNING  
        mStatus = Status.RUNNING;  
  
        //调用onPreExecute方法  
        onPreExecute();  
  
        mWorker.mParams = params;  
        sExecutor.execute(mFuture);  
  
        return this;  
    }  

代码中涉及到三个陌生的变量：mWorker、sExecutor、mFuture，我们也会看一下他们的庐山真面目：

关于sExecutor，它是java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的实例，用于管理线程的执行。代码如下：

[java] view plaincopy
private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;  
   private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;  
   private static final int KEEP_ALIVE = 10;  
  
//新建一个队列用来存放线程  
   private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =  
           new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);  
//新建一个线程工厂  
   private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {  
       private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);  
    //新建一个线程  
       public Thread newThread(Runnable r) {  
           return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());  
       }  
   };  
//新建一个线程池执行器,用于管理线程的执行  
   private static final ThreadPoolExecutor sExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,  
           MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue, sThreadFactory);  

mWorker实际上是AsyncTask的一个的抽象内部类的实现对象实例，它实现了Callable<Result>接口中的call()方法，代码如下：

[java] view plaincopy
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {  
        Params[] mParams;  
    }  

而mFuture实际上是java.util.concurrent.FutureTask的实例，下面是它的FutureTask类的相关信息：

[java] view plaincopy
/** 
 * A cancellable asynchronous computation. 
 * ... 
 */  
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {  

[java] view plaincopy
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {  
    /** 
     * Sets this Future to the result of its computation 
     * unless it has been cancelled. 
     */  
    void run();  
}  

可以看到FutureTask是一个可以中途取消的用于异步计算的类。

下面是mWorker和mFuture实例在AsyncTask中的体现：

[java] view plaincopy
   private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;  
   private final FutureTask<Result> mFuture;  
  
public AsyncTask() {  
       mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
           //call方法被调用后,将设置优先级为后台级别,然后调用AsyncTask的doInBackground方法  
        public Result call() throws Exception {  
               Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
               return doInBackground(mParams);  
           }  
       };  
  
    //在mFuture实例中,将会调用mWorker做后台任务,完成后会调用done方法  
       mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {  
           @Override  
           protected void done() {  
               Message message;  
               Result result = null;  
  
               try {  
                   result = 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) {  
                //发送取消任务的消息  
                   message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,  
                           new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));  
                   message.sendToTarget();  
                   return;  
               } catch (Throwable t) {  
                   throw new RuntimeException("An error occured while executing "  
                           + "doInBackground()", t);  
               }  
  
            //发送显示结果的消息  
               message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
                       new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));  
               message.sendToTarget();  
           }  
       };  
   }  

我们看到上面的代码中，mFuture实例对象的done()方法中，如果捕捉到了CancellationException类型的异常，则发送一条“MESSAGE_POST_CANCEL”的消息；如果顺利执行，则发送一条“MESSAGE_POST_RESULT”的消息，而消息都与一个sHandler对象关联。这个sHandler实例实际上是AsyncTask内部类InternalHandler的实例，而InternalHandler正是继承了Handler，下面我们来分析一下它的代码：

[java] view plaincopy
private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1; //显示结果  
   private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;    //更新进度  
   private static final int MESSAGE_POST_CANCEL = 0x3;  //取消任务  
  
   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  
                //调用AsyncTask.finish方法  
                   result.mTask.finish(result.mData[0]);  
                   break;  
               case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
                   //调用AsyncTask.onProgressUpdate方法  
                result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
                   break;  
               case MESSAGE_POST_CANCEL:  
                //调用AsyncTask.onCancelled方法  
                   result.mTask.onCancelled();  
                   break;  
           }  
       }  
   }  

我们看到，在处理消息时，遇到“MESSAGE_POST_RESULT”时，它会调用AsyncTask中的finish()方法，我们来看一下finish()方法的定义：

[java] view plaincopy
private void finish(Result result) {  
        if (isCancelled()) result = null;  
        onPostExecute(result);  //调用onPostExecute显示结果  
        mStatus = Status.FINISHED;  //改变状态为FINISHED  
    }  

原来finish()方法是负责调用onPostExecute(Result result)方法显示结果并改变任务状态的啊。

另外，在mFuture对象的done()方法里，构建一个消息时，这个消息包含了一个AsyncTaskResult类型的对象，然后在sHandler实例对象的handleMessage(Message msg)方法里，使用下面这种方式取得消息中附带的对象：

[java] view plaincopy
AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;  

这个AsyncTaskResult究竟是什么呢，它又包含什么内容呢？其实它也是AsyncTask的一个内部类，是用来包装执行结果的一个类，让我们来看一下它的代码结构：

[java] view plaincopy
@SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})  
private static class AsyncTaskResult<Data> {  
    final AsyncTask mTask;  
    final Data[] mData;  
  
    AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {  
        mTask = task;  
        mData = data;  
    }  
}  

看以看到这个AsyncTaskResult封装了一个AsyncTask的实例和某种类型的数据集，我们再来看一下构建消息时的代码：

[java] view plaincopy
//发送取消任务的消息  
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,  
        new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));  
message.sendToTarget();  

[java] view plaincopy
//发送显示结果的消息  
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
         new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));  
message.sendToTarget();  

在处理消息时是如何使用这个对象呢，我们再来看一下：

[java] view plaincopy
result.mTask.finish(result.mData[0]);  

[java] view plaincopy
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  

概括来说，当我们调用execute(Params... params)方法后，execute方法会调用onPreExecute()方法，然后由ThreadPoolExecutor实例sExecutor执行一个FutureTask任务，这个过程中doInBackground(Params... params)将被调用，如果被开发者覆写的doInBackground(Params... params)方法中调用了publishProgress(Progress... values)方法，则通过InternalHandler实例sHandler发送一条MESSAGE_POST_PROGRESS消息，更新进度，sHandler处理消息时onProgressUpdate(Progress... values)方法将被调用；如果遇到异常，则发送一条MESSAGE_POST_CANCEL的消息，取消任务，sHandler处理消息时onCancelled()方法将被调用；如果执行成功，则发送一条MESSAGE_POST_RESULT的消息，显示结果，sHandler处理消息时onPostExecute(Result result)方法被调用。

经过上面的介绍，相信朋友们都已经认识到AsyncTask的本质了，它对Thread+Handler的良好封装，减少了开发者处理问题的复杂度，提高了开发效率，希望朋友们能多多体会一下。

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