AsyncTask异步消息处理机制

来源:互联网 发布:淘宝摄影发展趋势 编辑:程序博客网 时间:2024/03/28 22:23

AsyncTask<Params,Progress,Result>是一个抽象类,使用时必须创建一个子类继承它

其中,Parmas:启动任务执行的输入参数的类型,可用于后台任务中使用;

    Progress:后台任务执行时,若需要在界面上显示进度,则使用这里指定的泛型作为进度单位;

    Result:后台任务执行完成后返回的结果的类型。

启动方法:new Task().execute();


需要重写的方法:

onPreExecute():在执行后台任务之前被调用,用于完成一些初始化操作,比如显示一个进度条对话框。

doInBackground(Params...):这个方法的所有代码都会在子线程中运行,所以此方法不可以进行UI操作,用于执行耗时操作,如下载。可以调用publishProgress(Progress... values)反馈当前任务的执行进度。注意:此方法不可以进行UI操作。

onProgressUpdate(Progress... values):当在后台调用publishProgress(Progress... values)方法之后,此方法就会被调用。用于进行UI操作,如更新进度条的进度。

onPostExecute(Result result):当后台任务完成,即doInBackground(Params...)完成并通过return语句返回,此方法会被调用。用于利用返回的数据进行一些UI操作,如关闭进度对话框和提醒任务执行的结果。


注意:必须在UI线程创建AsyncTask实例和调用execute();每个AsyncTask只能被调用一次



源码解析

注:本篇源码分析基于Andorid-17,因为和3.0之前版本变动较大,有必要标出。

下面进行源码分析:从我们的执行异步任务的起点开始,进入execute方法

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  1. public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
  2.         return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
  3. }  
  4. public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  
  5.             Params... params) {  
  6.         if (mStatus != Status.PENDING) {  
  7.             switch (mStatus) {  
  8.                 case RUNNING:  
  9.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
  10.                             + " the task is already running.");  
  11.                 case FINISHED:  
  12.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
  13.                             + " the task has already been executed "  
  14.                             + "(a task can be executed only once)");  
  15.             }  
  16.         }  
  17.   
  18.         mStatus = Status.RUNNING;  
  19.   
  20.         onPreExecute();  
  21.   
  22.         mWorker.mParams = params;  
  23.         exec.execute(mFuture);  
  24.   
  25.         return this;  
  26.     }  
18行:设置当前AsyncTask的状态为RUNNING,上面的switch也可以看出,每个异步任务在完成前只能执行一次
20行:执行了onPreExecute(),当前依然在UI线程,所以我们可以在其中做一些准备工作。
22行:将我们传入的参数赋值给了mWorker.mParams
23行:exec.execute(mFuture)

相信大家对22行出现的mWorker,以及23行出现的mFuture都会有些困惑。
mWorker找到这个类:

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  1. private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {  
  2.         Params[] mParams;  
  3. }  
可以看到是Callable的子类,且包含一个mParams用于保存我们传入的参数,下面看初始化mWorker的代码:

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  1. public AsyncTask() {  
  2.         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
  3.             public Result call() throws Exception {  
  4.                 mTaskInvoked.set(true);  
  5.   
  6.                 Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
  7.                 //noinspection unchecked  
  8.                 return postResult(doInBackground(mParams));  
  9.             }  
  10.         };  
  11. //….      
  12. }  
可以看到mWorker在构造方法中完成了初始化,并且因为是一个抽象类,在这里new了一个实现类,实现了call方法,call方法中设置mTaskInvoked=true,且最终调用doInBackground(mParams)方法,并返回Result值作为参数给postResult方法.所以mWorker.mParams = params;的params最终传给doInBackground(mParams)。可以看到我们的doInBackground出现了,下面继续看:

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  1.   private Result postResult(Result result) {  
  2.         @SuppressWarnings("unchecked")  
  3.         Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
  4.                 new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  
  5.         message.sendToTarget();  
  6.         return result;  
  7. }  
可以看到postResult中出现了我们熟悉的异步消息机制,传递了一个消息message, message.what为MESSAGE_POST_RESULT;message.object= new AsyncTaskResult(this,result);

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  1. private static class AsyncTaskResult<Data> {  
  2.        final AsyncTask mTask;  
  3.        final Data[] mData;  
  4.   
  5.        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {  
  6.            mTask = task;  
  7.            mData = data;  
  8.        }  
  9.    }  
AsyncTaskResult就是一个简单的携带参数的对象。

看到这,我相信大家肯定会想到,在某处肯定存在一个sHandler,且复写了其handleMessage方法等待消息的传入,以及消息的处理。

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  1. private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();  
  2.     private static class InternalHandler extends Handler {  
  3.         @SuppressWarnings({"unchecked""RawUseOfParameterizedType"})  
  4.         @Override  
  5.         public void handleMessage(Message msg) {  
  6.             AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;  
  7.             switch (msg.what) {  
  8.                 case MESSAGE_POST_RESULT:  
  9.                     // There is only one result  
  10.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);  
  11.                     break;  
  12.                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
  13.                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
  14.                     break;  
  15.             }  
  16.         }  
  17. }  
出现了我们的handleMessage,可以看到,在接收到MESSAGE_POST_RESULT消息时,执行了result.mTask.finish(result.mData[0]);其实就是我们的AsyncTask.this.finish(result),于是看finish方法

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  1. private void finish(Result result) {  
  2.         if (isCancelled()) {  
  3.             onCancelled(result);  
  4.         } else {  
  5.             onPostExecute(result);  
  6.         }  
  7.         mStatus = Status.FINISHED;  
  8.     }  
可以看到,如果我们调用了cancel()则执行onCancelled回调;正常执行的情况下调用我们的onPostExecute(result);主要这里的调用是在handler的handleMessage中,所以是在UI线程中。如果你对异步消息机制不理解请看:Android 异步消息处理机制 让你深入理解 Looper、Handler、Message三者关系
最后将状态置为FINISHED(excuteOnExecutor)。

mWoker看完了,应该到我们的mFuture了,依然实在构造方法中完成mFuture的初始化,将mWorker作为参数,复写了其done方法。

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  1. public AsyncTask() {  
  2.     ...  
  3.         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {  
  4.             @Override  
  5.             protected void done() {  
  6.                 try {  
  7.                     postResultIfNotInvoked(get());  
  8.                 } catch (InterruptedException e) {  
  9.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);  
  10.                 } catch (ExecutionException e) {  
  11.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",  
  12.                             e.getCause());  
  13.                 } catch (CancellationException e) {  
  14.                     postResultIfNotInvoked(null);  
  15.                 }  
  16.             }  
  17.         };  
  18. }  
16行:任务执行结束会调用:postResultIfNotInvoked(get());get()表示获取mWorker的call的返回值,即Result.然后看postResultIfNotInvoked方法

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  1. private void postResultIfNotInvoked(Result result) {  
  2.         final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();  
  3.         if (!wasTaskInvoked) {  
  4.             postResult(result);  
  5.         }  
  6. }  
如果mTaskInvoked不为true,则执行postResult;但是在mWorker初始化时就已经将mTaskInvoked为true,所以一般这个postResult执行不到。
好了,到了这里,已经介绍完了execute方法中出现了mWorker和mFurture,不过这里一直是初始化这两个对象的代码,并没有真正的执行。下面我们看真正调用执行的地方。
execute方法中的:
还记得上面的execute中的23行:exec.execute(mFuture)

exec为executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)中的sDefaultExecutor

下面看这个sDefaultExecutor
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  1. private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;  
  2. public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();  
  3. private static class SerialExecutor implements Executor {  
  4.         final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();  
  5.         Runnable mActive;  
  6.         public synchronized void execute(final Runnable r) {  
  7.             mTasks.offer(new Runnable() {  
  8.                 public void run() {  
  9.                     try {  
  10.                         r.run();  
  11.                     } finally {  
  12.                         scheduleNext();  
  13.                     }  
  14.                 }  
  15.             });  
  16.             if (mActive == null) {  
  17.                 scheduleNext();  
  18.             }  
  19.         }  
  20.         protected synchronized void scheduleNext() {  
  21.             if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {  
  22.                 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);  
  23.             }  
  24.         }  
  25. }  
可以看到sDefaultExecutor其实为SerialExecutor的一个实例,其内部维持一个任务队列;直接看其execute(Runnable runnable)方法,将runnable放入mTasks队尾;
16-17行:判断当前mActive是否为空,为空则调用scheduleNext方法
20行:scheduleNext,则直接取出任务队列中的队首任务,如果不为null则传入THREAD_POOL_EXECUTOR进行执行。
下面看THREAD_POOL_EXECUTOR为何方神圣:
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  1. public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR  
  2.           =new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,  
  3.                     TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);  
可以看到就是一个自己设置参数的线程池,参数为:

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  1. private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;  
  2. private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;  
  3. private static final int KEEP_ALIVE = 1;  
  4. private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {  
  5. private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);  
  6. public Thread newThread(Runnable r) {  
  7.      return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());  
  8.     }  
  9.  };  
  10. private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =  
  11.             new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);  
看到这里,大家可能会认为,背后原来有一个线程池,且最大支持128的线程并发,加上长度为10的阻塞队列,可能会觉得就是在快速调用138个以内的AsyncTask子类的execute方法不会出现问题,而大于138则会抛出异常。
其实不是这样的,我们再仔细看一下代码,回顾一下sDefaultExecutor,真正在execute()中调用的为sDefaultExecutor.execute
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  1. private static class SerialExecutor implements Executor {  
  2.         final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();  
  3.         Runnable mActive;  
  4.         public synchronized void execute(final Runnable r) {  
  5.             mTasks.offer(new Runnable() {  
  6.                 public void run() {  
  7.                     try {  
  8.                         r.run();  
  9.                     } finally {  
  10.                         scheduleNext();  
  11.                     }  
  12.                 }  
  13.             });  
  14.             if (mActive == null) {  
  15.                 scheduleNext();  
  16.             }  
  17.         }  
  18.         protected synchronized void scheduleNext() {  
  19.             if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {  
  20.                 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);  
  21.             }  
  22.         }  
  23. }  
可以看到,如果此时有10个任务同时调用execute(synchronized)方法,第一个任务入队,然后在mActive = mTasks.poll()) != null被取出,并且赋值给mActivte,然后交给线程池去执行。然后第二个任务入队,但是此时mActive并不为null,并不会执行scheduleNext();所以如果第一个任务比较慢,10个任务都会进入队列等待;真正执行下一个任务的时机是,线程池执行完成第一个任务以后,调用Runnable中的finally代码块中的scheduleNext,所以虽然内部有一个线程池,其实调用的过程还是线性的。一个接着一个的执行,相当于单线程。

4、总结

到此源码解释完毕,由于代码跨度比较大,我们再回顾一下:

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  1. public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
  2.         return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
  3. }  
  4. public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  
  5.             Params... params) {  
  6.         if (mStatus != Status.PENDING) {  
  7.             switch (mStatus) {  
  8.                 case RUNNING:  
  9.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
  10.                             + " the task is already running.");  
  11.                 case FINISHED:  
  12.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
  13.                             + " the task has already been executed "  
  14.                             + "(a task can be executed only once)");  
  15.             }  
  16.         }  
  17.   
  18.         mStatus = Status.RUNNING;  
  19.   
  20.         onPreExecute();  
  21.   
  22.         mWorker.mParams = params;  
  23.         exec.execute(mFuture);  
  24.   
  25.         return this;  
  26.     }  
18行:设置当前AsyncTask的状态为RUNNING,上面的switch也可以看出,每个异步任务在完成前只能执行一次。
20行:执行了onPreExecute(),当前依然在UI线程,所以我们可以在其中做一些准备工作。
22行:将我们传入的参数赋值给了mWorker.mParams ,mWorker为一个Callable的子类,且在内部的call()方法中,调用了doInBackground(mParams),然后得到的返回值作为postResult的参数进行执行;postResult中通过sHandler发送消息,最终sHandler的handleMessage中完成onPostExecute的调用。
23行:exec.execute(mFuture),mFuture为真正的执行任务的单元,将mWorker进行封装,然后由sDefaultExecutor交给线程池进行执行。


5、publishProgress

说了这么多,我们好像忘了一个方法:publishProgress

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  1. protected final void publishProgress(Progress... values) {  
  2.         if (!isCancelled()) {  
  3.             sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
  4.                     new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
  5.         }  
  6. }  
也很简单,直接使用sHandler发送一个消息,并且携带我们传入的值;

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  1. private static class InternalHandler extends Handler {  
  2.         @SuppressWarnings({"unchecked""RawUseOfParameterizedType"})  
  3.         @Override  
  4.         public void handleMessage(Message msg) {  
  5.             AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;  
  6.             switch (msg.what) {  
  7.                 case MESSAGE_POST_RESULT:  
  8.                     // There is only one result  
  9.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);  
  10.                     break;  
  11.                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
  12.                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
  13.                     break;  
  14.             }  
  15.         }  
  16. }  
在handleMessage中进行了我们的onProgressUpdate(result.mData);的调用。

6、AsyncTask曾经缺陷

记得以前有个面试题经常会问道:AsyncTask运行的原理是什么?有什么缺陷?

以前对于缺陷的答案可能是:AsyncTask在并发执行多个任务时发生异常。其实还是存在的,在3.0以前的系统中还是会以支持多线程并发的方式执行,支持并发数也是我们上面所计算的128,阻塞队列可以存放10个;也就是同时执行138个任务是没有问题的;而超过138会马上出现java.util.concurrent.RejectedExecutionException

而在在3.0以上包括3.0的系统中会为单线程执行(即我们上面代码的分析);

空说无凭:下面看测试代码:

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  1. package com.example.zhy_asynctask_demo01;  
  2.   
  3. import android.app.Activity;  
  4. import android.app.ProgressDialog;  
  5. import android.os.AsyncTask;  
  6. import android.os.Bundle;  
  7. import android.util.Log;  
  8. import android.widget.TextView;  
  9.   
  10. public class MainActivity extends Activity  
  11. {  
  12.   
  13.     private static final String TAG = "MainActivity";  
  14.     private ProgressDialog mDialog;  
  15.     private TextView mTextView;  
  16.   
  17.     @Override  
  18.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)  
  19.     {  
  20.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  21.         setContentView(R.layout.activity_main);  
  22.   
  23.         mTextView = (TextView) findViewById(R.id.id_tv);  
  24.   
  25.         mDialog = new ProgressDialog(this);  
  26.         mDialog.setMax(100);  
  27.         mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);  
  28.         mDialog.setCancelable(false);  
  29.           
  30.           
  31.         for(int i = 1 ;i <= 138 ; i++)  
  32.         {  
  33.             new MyAsyncTask2().execute();  
  34.         }  
  35.           
  36.         //new MyAsyncTask().execute();  
  37.   
  38.           
  39.     }  
  40.   
  41.     private class MyAsyncTask2 extends AsyncTask<Void,Void, Void>  
  42.     {  
  43.   
  44.         @Override  
  45.         protected Void doInBackground(Void... params)  
  46.         {  
  47.             try  
  48.             {  
  49.                 Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName());  
  50.                 Thread.sleep(10000);  
  51.             } catch (InterruptedException e)  
  52.             {  
  53.                 e.printStackTrace();  
  54.             }  
  55.             return null;  
  56.         }  
  57.           
  58.     }  
  59. }  
可以看到我for循环中执行138个异步任务,每个异步任务的执行需要10s;下面使用2.2的模拟器进行测试:

输出结果为:

AsyncTask#1 - AsyncTask #128同时输出
然后10s后,另外10个任务输出。
可以分析结果,得到结论:
AsyncTask在2.2的系统中同时支持128个任务并发,至少支持10个任务等待

下面将138个任务,改成139个任务:

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. for(int i = 1 ;i <= 139 ; i++)  
  2. {  
  3.     new MyAsyncTask2().execute();  
  4. }  
运行结果:会发生异常:java.util.concurrent.RejectedExecutionException ; 于是可以确定仅支持10个任务等待,超过10个则立即发生异常。
简单说一下出现异常的原因:现在是139个任务,几乎同时提交,线程池支持128个的并发,然后阻塞队列数量为10,此时当第11个任务提交的时候则会发生异常。

简单看一下源码:

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR  
  2.            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);  
看ThreadPoolExecutor的execute方法:

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {  
  2.             int recheck = ctl.get();  
  3.             if (! isRunning(recheck) && remove(command))  
  4.                 reject(command);  
  5.             else if (workerCountOf(recheck) == 0)  
  6.                 addWorker(nullfalse);  
  7.         }  
  8.         else if (!addWorker(command, false))  
  9.             reject(command);  
当阻塞队列满的时候workQueue.offer(command)返回false;然后执行addWorker(command,false)方法,如果返回false则执行reject()方法.

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {  
  2. …  
  3. int wc = workerCountOf(c);  
  4.                 if (wc >= CAPACITY ||  
  5.                     wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))  
  6.                     return false;  
  7. …  
  8. }  
可以看到当任务数目大于容量则返回false,最终在reject()中抛出异常。

上面就是使用2.2模拟器测试的结果;

下面将系统改为4.1.1,也就是我的测试机小米2s

把线程数改为139甚至1000,你可以看到任务一个接一个的在那缓慢的执行,不会抛什么异常,不过线程倒是1个1个的在那执行;


好了,如果现在大家去面试,被问到AsyncTask的缺陷,可以分为两个部分说,在3.0以前,最大支持128个线程的并发,10个任务的等待。在3.0以后,无论有多少任务,都会在其内部单线程执行


至此,AsyncTask源码分析完毕,相信大家对AsyncTask有了更深的理解~~~


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