Async分析
摘自：https://blog.csdn.net/zty19901005/article/details/50727106
AsyncTask概述
AsyncTask是安卓为简化子线程访问ui操作提供的一个线程类工具类，但是AsncTask在Android系统的不断升级中，经过了多次修改，导致不同的API版本上使用AsyncTask具有不同的表现，接下来主要分析AsyncTask的使用与注意事项。
AsyncTask是一个轻量级的一部任务类，它可以在子线程执行任务，然后把执行结果分发到主线程进行处理，原理上来讲，AsyncTask是对线程池和Handler的封装，而且AsyncTask**并不适合执行特别耗时的后台任务**，否则很有可能造成内存泄漏。
AsyncTask使用
AsyncTask的定义如下：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>{.....}AsyncTask定义了三个泛型参数，如果不需要传递具体的参数可以使用Void代替，这三个泛型参数与AsyncTask定义的几个核心方法有关：
//主线程执行，异步任务执行前被调用
protected void onPreExecute() {
}
//工作线程执行，用于执行任务，方法参数由泛型参考Params确定，返回参数有Result参数规定
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
//主线程执行，用于处理doInBackground的返回值
oprotected void onPostExecute(Result result) {
}
//需要在doInBackground方法中调用，用于更新任务的执行进度，方法参数有Progress泛型参数规定
protected final void publishProgress(Progress... values) {
//在主线程被调用，当在doInBackground调用publishProgress分发任务进度是，此方法就会被调用
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}其次，AsyncTask还提供了onCancel方法，它同样在主线程执行，当调用AsyncTask的cancel方法时，任务被取消，onCancel被调用，而onPostExecute不会被调用
AsyncTask的使用注意事项
-
AsyncTask的类必须在主线程被加载，这意味着第一次访问AsycnTask必须在主线程，当然这个过程在Android4.1以上版本系统已经自动完成，在android5.0的源码中ActivityThread的main方法中就掉用了AsyncTask.init()方法（具体为什么必须在主线程被加载，稍后分析）
-
AsyncTask对象必须在住下次被创建
-
execute方法必须在主线程被调用
-
不要主动调用onPreExecute等方法
-
一个AsyncTask只能被执行一次，否则会有异常
-
AsyncTask在不同系统版本的表现
- Android1.6之前：AsyncTask是串行执行的
- Android1.6开始：AsyncTask开始使用线程池处理并行任务，他是并行的
- Android3.0开始：为了避免AsyncTask带来的并发错误，AsyncTask又开始使用单个线程来执行任务，但那时在3.0之后，可以使用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行的执行任务。
AsyncTask的工作原理
了解AsyncTask的工作原理，先从它的execute方法开始分析：
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;
}execute调用了executeOnExecutor方法，executeOnExecutor方法会把mFuture交给sDefaultExecutor去执行，看到这里，我们需要先了解一下executeOnExecutor中的几个变量：
- mStatus： 用于记录一个AsyncTask的运行状态
- mWorker：它的类型是WorkRunnbale在AsyncTask构造方法被创建，WorkRunnbale实现了Callable接口，mWorker作为WorkRunnbale的子类，实现了来自Callable的call方法，并在call方法中调用了doInBackground方法。
- mFuture：它的实际类型是FutureTask，是一个并发相关类，它的父类实现了Runnable和Future接口，它本身接收一个Callable类型对象，当它被提交给一个任务执行器是，它的run(来自Runnable)方法被调用，而在run中会调用Callable的call方法。
具体我们可以看AsyncTask的构造方法：
public AsyncTask() {
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);
}
}
};
}可以看到mFuture接收的Callable对象正是mWorker。
接着分析executeOnExecutor方法，任务执行的参数params赋值给了mWorker.mParams，然后把mFuture叫给了sDefaultExecutor执行，下面来分析一些这个sDefaultExecutor：
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);
}
}
}sDefaultExecutor就是一个SerialExecutor，它内部维护着一个mTasks队列，用于存储进程内AsyncTask提交的任务，看SerialExecutor的execute方法，接收的mFuture并不是直接运行，而是封装成为一个Runnable插入到队列中去，然后判断mActive是否为null，如果mActive=null，则会调用scheduleNext取出一个任务交给THREAD_POOL_EXECUTOR去真的执行任务，只有当一个任务执行完毕，才会再一次调用scheduleNext方法，由此分析AsyncTask确实是串行执行任务的。
可见AsyncTask有两个线程池：
- SerialExecutor 用于对任务进行串行调度，而不是真的执行任务
- THREAD_POOL_EXECUTOR真正的任务执行器，
上面分析到当mFutrue被提交到线程池中，他的run方法被调用，run方法调用Callable发call，这里对应的就是mWorker的call方法：
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);
}
};
在call方法中，调用了AsyncTask的doInBackground方法，然后调用postResult(result)方法分发执行结果：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}这里调用getHandler()获取的Handler发送了消息，消息中封装了任务的执行结果。先来看一下
getHandler()，
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
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;
}
}
}它是Handler的子类，在调用getHandler()方法如果没有初始化，则它会被初始化，这里也说明了为什么AsyncTask必须在主线程调用的原因，
各个说到postResult方法把执行结果封装成AsyncTaskResult对象，然后发送了一个MESSAGE_POST_RESULT类型的消息，很显然这个消息会在InternalHandler中被处理，处理代码如下：
result.mTask.finish(result.mData[0]);
- 1
- 2
AsyncTask的finish被调用：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
方法很简单，如果任务被取消，则调用onCancelled方法，否则调用onPostExecute方法，最后把任务的状态置为FINISHED。AsyncTask的取消
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}
mCancelled一个保证原子操作的并发类，mCancelled被设置为true，而AsyncTask中使用到它的就是isCancelled方法，而isCancelled方法被调用的地方有finish方法
publishProgress方法可见mCancelled的作用只是任务取消的时候onPostExecute和onProgressUpdate被调用，所以关在在于mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning)方法，其实它的内部也只是调用了interrupt方法，而我们知道这个interrupt用来停止线程并不可靠，也就是说AsyncTask的cancel方法内部并不能真正的让任务停止执行。
关于AsyncTask带来的内存泄漏
一般AsyncTask作用一个内部类被创建并调用，而内部类持有外部类的引用，让AsyncTask去执行一个长时间任务时，这是即使退出当前界面，调用他的cancel方法，并不见得就可以立即停止
AsyncTask所执行的任务，只要任务在执行AsyncTask对象就不会被回收，而AsyncTask所持有的外部类应用也肯定不会被回收，所以很有可能就造成了内存泄漏，在Android中，AsyncTask也只被推荐用于短耗时的异步任务。
AsyncTask的任务承载量与兼容
为了解决系统版本的差异性，在Support V4包中提供了AsyncTaskCompat类，实现如下：
public class AsyncTaskCompat {
public static <Params, Progress, Result> AsyncTask<Params, Progress, Result> executeParallel(
AsyncTask<Params, Progress, Result> task,
Params... params) {
if (task == null) {
throw new IllegalArgumentException("task can not be null");
}
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 11) {
// From API 11 onwards, we need to manually select the THREAD_POOL_EXECUTOR
AsyncTaskCompatHoneycomb.executeParallel(task, params);
} else {
// Before API 11, all tasks were run in parallel
task.execute(params);
}
return task;
}
}
class AsyncTaskCompatHoneycomb {
static <Params, Progress, Result> void executeParallel(
AsyncTask<Params, Progress, Result> task,
Params... params) {
task.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, params);
}
}而THREAD_POOL_EXECUTOR的实现如下，它就是一个ThreadPoolExecutor。
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
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);ThreadPoolExecutor所能承载任务数是有限的，它能承载的任务数为sPoolWorkQueue的size+MAXIMUM_POOL_SIZE,如果踢提交的任务数超过了这个数，默认ThreadPoolExecutor会抛出异常，所以在使用的时候一定要注意。对于任务超载，ThreadPoolExecutor提供了一个方法用时实现超载时候的任务处理策略
executor.setRejectedExecutionHandler();
