Android AsyncTask 的工作原理

来源：互联网发布：空气质量实时监测数据编辑：程序博客网时间：2024/05/21 17:22

Android AsyncTask 的工作原理

AsyncTask 这个东西主要是用于执行异步的任务，同时内部封装了Thread和Handler，能够方便的控制在Android中的线程切换，虽然目前AsyncTask有时候的表现不能令人满意，特别是在大量异步操作的情况下不好管理，而且处理特别耗时的任务的时候也表现不佳，但是毕竟是官方的东西，研究一下其实现的原理也无不可。本文部分内容摘自《Andorid 开发艺术探索》

首先AsyncTask的使用方法就不做介绍了，网上一搜一大把。我们首先从 execute() 方法看下去。其实现如下：

    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;    }

由上面的代码看出，execute()执行的方法是 executeOnExecutor()方法。executeOnExecutor()中首先会调用一次onPreExecute()方法。

sDefaultExecutor 是一个串行执行的线程池。具体实现为：

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;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);            }        }    }

从代码中可以看到，SerialExecutor是只是实现一个串行执行的队列，内部维护了一个队列mTasks以及一个正在执行的任务mActive,scheduleNext方法是从队列中取出一个任务，然后执行在THREAD_POOL_EXECUTOR中。

由此可以看出来，sDefaultExecutor只是实现了队列任务的功能，具体执行任务还是运行在THREAD_POOL_EXECUTOR线程池中的

从SerialExecutor的execute()的实现中，把传进来的Runable(这个Runnable就是一个FutureTask)保存到mTasks中，然后这个时候没有正在执行的任务(mActive=null)就会调用scheduleNext方法取出一个任务执行，执行完之后就继续调用这个方法执行下一个任务。

首先AsyncTask会把params参数封装到FutureTask对象中，然后交给SerialExecutor处理，然后SerialExecutor就会通过串行的方式把FutureTask交给线程池THREAD_POOL_EXECUTOR执行。

下面是THREAD_POOL_EXECUTOR的具体实现：

 private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();    private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;    private static final int KEEP_ALIVE = 1;    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);     private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);    public Thread newThread(Runnable r) {            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());        }      };     public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

这个线程池的核心线程数为CPU的总数+1,最大的线程数为CPU总数的两倍+1,闲置线程的超时时间为1秒，任务队列是保存在sPoolWorkQueue中的，该队列是长度为128。

在AsyncTask的构造方法中有这样一段代码,解释了FutureTask如何把params参数封装起来的。

 mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {            public Result call() throws Exception {                mTaskInvoked.set(true);                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);                //noinspection unchecked                Result result = doInBackground(mParams);                Binder.flushPendingCommands();                return postResult(result);            }        };        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);                }            }        };

由于，mFuture的run()方法中会调用 mWorker的call方法。在这里我一开始不明白FutureTask的原理,不明白为什么。后来翻了下FutureTask的源码才明白。

以下是FutureTask的源码，解释了为什么mFuture的run()方法会调用mWorker的call()方法。

public FutureTask(Callable<V> callable) {        if (callable == null)            throw new NullPointerException();        this.callable = callable;        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable    }public void run() {        if (state != NEW ||            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))            return;        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 {            // runner must be non-null until state is settled to            // prevent concurrent calls to run()            runner = null;            // state must be re-read after nulling runner to prevent            // leaked interrupts            int s = state;            if (s >= INTERRUPTING)                handlePossibleCancellationInterrupt(s);        }    }

在mWorker的call()方法中，首先将mTaskInvoked设置为true，表示当前任务已经被调用了，然后执行doInBackground()方法，把返回的结果传递给postResult()方法中。

postResult()的代码如下：

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

可以看到，这里向Handler发送了一条MESSAGE_POST_RESULT的消息，具体Handler中处理消息的实现如下：

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;            }        }    }

可以看到这是一个静态的Handler对象，具体作用是把操作切换到主线程，Handler收到MESSAGE_POST_RESULT消息之后，会调用finish方法。如果接受到的是MESSAGE_POST_PROGRESS就会调用onProgressUpdate方法用于更新进度。

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

这里做的操作是判断时候取消了任务，如果取消了，就调用onCancelled()方法，否则就调用onPostExecute()方法，最后把状态改为FINISH。
到这里AsyncTask的整个运行过程就分析完毕了，主要是默认情况下AsyncTask的execute方法是采用串行执行的方式。

假如我们需要采用并行执行的话我们可以直接调用executeOnExecutor方法，我们传进来自己定义的ThreadPool就行了.这里我们也可以直接使用AsyncTask的THREAD_POOL_EXECUTOR这个对象，这样的话就等于跳过了SerialExecutor的串行化操作，直接在线程池上执行任务了。

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