Android的AsyncTask类的解读 分类： Android 2014-10-15 16:42 1709人阅读 评论(3) 收藏
国庆节放假，搞了半个月都没有上班了，coding的时候一点都不在状态，本来这篇文章是在国庆节前写完的，但是因为自己的懒
惰，导致延期到国庆节，哎，这种习惯真心不好呀。。。不多说了下面来进入正题
之前我们解读了Handler机制，今天再来看一下AsyncTask类，因为这两个类使我们在Android进行耗时的操作的时候，不影响主线
程的情况下经常使用的两个类，我们先来看一下AsyncTask类源码中定义的变量：
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());
}
};
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
/**
* An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
*/
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();
private volatile Status mStatus = Status.PENDING;
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();
private final FutureTask<Result> mFuture;看到这些字段之后，我们可能发现，貌似好多类型我们都不知道，所以这里在先说AsyncTask类之前，需要做一些准备工作，介绍
一些这些类型。其实我们还需要了解一下Java5.0加入的并发库的相关知识,参看这篇文章：
http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/20373497
第一、ThreadFactory类
看看他的源码：
public interface ThreadFactory {
/**
* Constructs a new {@code Thread}. Implementations may also initialize
* priority, name, daemon status, {@code ThreadGroup}, etc.
*
* @param r a runnable to be executed by new thread instance
* @return constructed thread, or {@code null} if the request to
* create a thread is rejected
*/
Thread newThread(Runnable r);
}好吧，好简单呀，就是一个接口，有一个回调方法newThread，用于创建一个Thread.第二、BlockQueue类
是一个阻塞队列，这里就不做介绍了，参考这篇文章：
http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/20373497
第三、ThreadPoolExecutor类
主要是看他的构造函数的几个参数的含义，就能够了解这个类的作用了：
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)看这个参数很容易让人以为是线程池里保持corePoolSize个线程，如果不够用，就加线程入池直至maximumPoolSize大小，如果还不够就往workQueue里加，如果workQueue也不够就用RejectedExecutionHandler来做拒绝处理。
但实际情况不是这样，具体流程如下：
1）当池子大小小于corePoolSize就新建线程，并处理请求
2）当池子大小等于corePoolSize，把请求放入workQueue中，池子里的空闲线程就去从workQueue中取任务并处理
3）当workQueue放不下新入的任务时，新建线程入池，并处理请求，如果池子大小撑到了maximumPoolSize就用
RejectedExecutionHandler来做拒绝处理
4）另外，当池子的线程数大于corePoolSize的时候，多余的线程会等待keepAliveTime长的时间，如果无请求可处理就自行销毁
内部结构如下所示：
从中可以发现ThreadPoolExecutor就是依靠BlockingQueue的阻塞机制来维持线程池，当池子里的线程无事可干的时候就通过
workQueue.take()阻塞住。
第四、InternalHandler类
这个类我们在后面详细分析AsyncTask类的时候，会发现他其实就是一个Handler，所以这里我们可以看出AsyncTask类其实是基于
Handler+并发库技术实现的，后续解析代码的时候会体现的更明显。
第五、Status类型
这个类型其实是一个枚举，我们这里的关注点不是类型，而是修饰符volatile,这个修饰符的作用这里不做介绍了，请看下面一篇文
章：http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/20369811
第六、WorkerRunnable类
这个类是在AsyncTask类中定义的：
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}他是个抽象类，实现了Callable接口，这里的Param和Result是AsyncTask定义的泛型类型第七、FutureTask类
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>{
//.....
}
在看一下RunnableFuture接口：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
/**
* Sets this Future to the result of its computation
* unless it has been cancelled.
*/
void run();
}FutureTask类其实是实现了Future和Runnable接口，具备了这两个接口的功能，关于Future和上面的Callable可以参考下面文章：http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/20373497
注意：刚才也说了AsyncTask其实是基于Handler+并发库技术实现的，但是并发库中也是有很多知识的，这里用到的核心技术就
是Future+Callable
下面来看看一下Future类的主要方法：
1) boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：试图取消对此任务的执行。如果任务已完成、或已取消，或者由于某些其
他原因而无法取消，则此尝试将失败。当调用 cancel 时，如果调用成功，而此任务尚未启动，则此任务将永不运行。如果任务已经
启动，则 mayInterruptIfRunning 参数确定是否应该以试图停止任务的方式来中断执行此任务的线程。此方法返回后，对 isDone() 的
后续调用将始终返回 true。如果此方法返回 true，则对 isCancelled() 的后续调用将始终返回 true。
2）boolean isCancelled()：如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。
3）boolean isDone()：如果任务已完成，则返回 true。 可能由于正常终止、异常或取消而完成，在所有这些情况中，此方法都将
返回 true。
4）V get()throws InterruptedException,ExecutionException：如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。
5）V get(long timeout,TimeUnit unit) throws InterruptedException,ExecutionException,TimeoutException：如有必要，最
多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。
第八、AtomicBoolean类
这个类，我们可能不会经常用到，但是我们通过它的名字会发现他是对Boolean类型添加了原子操作的功能，那么当然还有其他7种
基本类型对应的类(AtomicInteger等)
看一下他的源码：
private static final long serialVersionUID = 4654671469794556979L;
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicBoolean.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
private volatile int value;value值是个int类型的，这里使用int类型来模拟Boolean类型的，0就是false,1就是true.
这里有一个很重要的类Unsafe,但是这个类，他是属于JDK的核心包中，所以要查看他的源码的话，只能从网上去搜了：http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/Unsafe.java.html
这个类是用于执行低级别、不安全操作的方法集合。尽管这个类和所有的方法都是公开的（public），但是这个类的使用仍然受限，
你无法在自己的java程序中直接使用该类，因为只有授信的代码才能获得该类的实例。从上面的描述，可以了解到该类是用来执行
较低级别的操作的，比如获取某个属性在内存中的位置，不过一般人很少会有这样的需求。
上面的静态代码块中的代码的功能就是用来获取AtomicBoolean实例中的value属性在内存中的位置。这里使用了Unsafe的
objectFieldOffset方法。这个方法是一个本地方法， 该方法用来获取一个给定的静态属性的位置。
在来看一下AtomicBoolean类的一个重要的方法：
/**
* Atomically sets the value to the given updated value
* if the current value {@code ==} the expected value.
*
* @param expect the expected value
* @param update the new value
* @return true if successful. False return indicates that
* the actual value was not equal to the expected value.
*/
public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
int e = expect ? 1 : 0;
int u = update ? 1 : 0;
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
}/**
* Eventually sets to the given value.
*
* @param newValue the new value
* @since 1.6
*/
public final void lazySet(boolean newValue) {
int v = newValue ? 1 : 0;
unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, v);
}这里有个疑问，为什么需要获取属性在内存中的位置？在AtomicBoolean源码中，在这样几个地方使用到了这个valueOffset值：
查找资料后，发现lazySet方法大多用在并发的数据结构中，用于低级别的优化。compareAndSet这个方法多见于并发控制中，简称
CAS(Compare And Swap)，意思是如果valueOffset位置包含的值与expect值相同，则更新valueOffset位置的值为update，并返回
true，否则不更新，返回false。这里可以举个例子来说明compareAndSet的作用，如支持并发的计数器，在进行计数的时候，首先
读取当前的值，假设值为a，对当前值 + 1得到b，但是+1操作完以后，并不能直接修改原值为b，因为在进行+1操作的过程中，可能
会有其它线程已经对原值进行了修改，所以在更新之前需要判断原值是不是等于a，如果不等于a，说明有其它线程修改了，需要重
新读取原值进行操作，如果等于a，说明在+1的操作过程中，没有其它线程来修改值，我们就可以放心的更新原值了。
AsyncTask源码解析
所有的类型都说完之后，下面来看一下AsyncTask类的源码
一、构造方法
首先来看一下构造方法：
/**
* Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
*/
public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};
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 occured while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}构造方法主要初始化WorkerRunnable类和FutureTask类在WorkerRunnable的call方法中主要调用了postResult(doInBackground(mParams))，之前看到了WorkerRunnable实现了Callable接口的，这里就实现了他的call方法，执行完这个方法之后，需要返回执行之后的结果
先看一下：doInBackground方法：
protected abstract Result doInBackground(Params... params);是一个抽象的方法，这个需要我们自己去实现它
再来看一下postResult方法，这个方法里面我们可以看到就是将Result类型的结果值发送给InternalHandler进行处理
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}看一下InternalHandler类的定义：
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
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}这个Handler中处理两个状态的信息：MESSAGE_POST_RESULT：处理结果的
这里调用了finish方法：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}在这个方法里面，会判断取消状态，然后执行对应的方法，因为任务结束有两个原因：一个是被取消了：回调onCancelled方法
一个是完成：回调onPostExecute方法
MESSAGE_POST_PROGRESS：处理过程的
这里调用onProgressUpdate方法
/**
* Runs on the UI thread after {@link #publishProgress} is invoked.
* The specified values are the values passed to {@link #publishProgress}.
*
* @param values The values indicating progress.
*
* @see #publishProgress
* @see #doInBackground
*/
@SuppressWarnings({"UnusedDeclaration"})
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}这个方法也是我们可以重写的方法下面再看一下FutureTask类的初始化：
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 occured while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};这里调用了一个重要的方法：postResultIfNotInvoked(get());
FutureTask的构造方法需要传递一个Callable接口对象进去，内部可以通过调用这个接口对象的call方法，获取结果，可以查看一下FutureTask类的源码：
构造方法：
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}保存一下Callable接口对象
因为也实现了Runnable接口，所以要实现run方法：
public void run() {
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
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);
}
}在这个run方法中我们看到会调用c.call方法获取结果。然后set(result),以后就可以通过get()方法获取到result，在看一下set方法的源码：protected void set(V v) {
if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v;
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
finishCompletion();
}
}看一下finishCompletion方法：
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q, null)) {
for (;;) {
Thread t = q.thread;
if (t != null) {
q.thread = null;
LockSupport.unpark(t);
}
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc
q = next;
}
break;
}
}
done();
callable = null; // to reduce footprint
}这里就看到调用了FutureTask类的done方法：protected void done() { }这是个空方法，需要子类重写这个方法。下面就看到重写这个done方法这里FutureTask重写了done方法，在这个方法中处理(WorkerRunnable)Callable任务执行的结果的。
首先来看一下get()方法：
/**
* Waits if necessary for the computation to complete, and then
* retrieves its result.
*
* @return The computed result.
*
* @throws CancellationException If the computation was cancelled.
* @throws ExecutionException If the computation threw an exception.
* @throws InterruptedException If the current thread was interrupted
* while waiting.
*/
public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {
return mFuture.get();
}这里就是调用了FutureTask的取数据方法get，获取执行结果再来看一下postResultIfNotInvoked方法：
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}这个方法会判断一下，当前的Task有没有执行过，如果没有执行过，就执行postResult方法二、execute方法
AsyncTask类的构造方法看完之后，下面来看一下他的执行方法executepublic final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}再看executeOnExecutor方法：
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;
}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);
}
}
}这个执行器，我们可以看到他的execute方法，顺序执行任务。这里的THREAD_POOL_EXECUTOR就是一个线程池，在开始讲字段定义的时候说过他，主要使用任务池中拿去Runnable去执行。这里传递进来的是我们在构造方法中初始化的FutureTask类，那么
就是在这里执行它的run方法。
在这个方法中调用onPreExecute方法：
protected void onPreExecute() {
}这个也是一个空方法，我们可以去重写的，然后就开始使用执行器执行任务，这里需要将任务FutureTask传递进去。
这里我们可以看到，AsyncTask类的三个主要的方法：
doInBackground(...)：他是一个抽象的方法，需要实现的
onPreExecute(...)：是开始预备的方法，我们可以重写(可选择的)
onPostExecute(...)：是执行结束之后的方法，我们可以重写(可选择的)
onProgressUpdate(...)：是执行中的方法，我们可以重写(可选择)
通过上面的分析，我们可以看到只有doInBackground方法是在线程池中执行的，就是在WorkerRunnable中的call方法中。其他的两
个方法都是在外部线程中执行的
onPreExecute是在AsyncTask类的execute方法中执行的。
onPostExecute是在finish方法中执行的，而finish方法又是在InternalHandler中的MESSAGE_POST_RESULT状态下执行的。
onProgressUpdate是在InternalHandler中的MESSAGE_POST_PROGRESS状态下执行的
(这里的InternalHandler采用的是默认构造方法创建的，所以他的Looper是创建AsyncTask类的线程，如果你想在子线程中创建
AsyncTask的话，会报异常的，必须将该线程Looper.prepare一下才可以)。
总结
1、AsyncTask类中有Param,Result等类型，这些是泛型类型，所以这里不要混淆就可以了
2、AsyncTask类用到的技术：Handler+FutureTask(实现了Future和Runnable接口)+Callable
3、AsyncTask类的执行周期：
1)在构造方法中，
初始化WorkerRunnable(实现了Callable接口)，实现call方法，在这个方法中回调AsyncTask类的doInBackground方法，并且返回一
个result值。
初始化FutureTask(实现了Runnable,Future接口)，复写了FutureTask中的done方法，在这个方法中通过FutureTask的get方法获取
result。同时我们在初始化的时候需要传递一个Callable(WorkerRunnable)类型，之前看FutureTask的源码发现，在他的run方法中，
会调用传递进来的Callable类型的call方法，并将这个方法的返回值result在调用set方法设置一下，同时会调用done方法。
2)在execute方法中
调用了executeOnExecutor方法，在这个方法中会调用AsyncTask类的onPreExecute方法，然后在调用ThreadPoolExecutor开始执
行FutureTask任务
3)在InternalHandler定义中
有两个状态：
一个是执行完成了，会调用finish方法，在这个方法中会调用AsyncTask类的onPostExecute方法
一个是执行中的方法，会调用AsyncTask类的onProgressUpdate方法
这个Handler的Looper是创建AsyncTask类的线程Looper。
(PS:放了长假之后来的首篇blog,写的我各种痛苦呀，以后一定要在放长假之前把事都做了。。)
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