摘要：的用法的聲明如下是一個(gè)抽象類，同時(shí)也是一個(gè)泛型類。多線程問題通過以上分析，涉及到兩個(gè)線程池。是串行線程池，使用隊(duì)列管理任務(wù)對象。是真正執(zhí)行任務(wù)的線程池，若要實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行任務(wù)，則可自定義線程池，傳入方法作為線程池對象。
AsyncTask 分析
位置：frameworksasecorejavaandroidosAsyncTask.java
AsyncTask簡介
在Android中，所有的UI更新操作必須要在主線程中進(jìn)行，而耗時(shí)操作（如訪問網(wǎng)絡(luò)、加載圖片、IO操作等）需要在子線程中進(jìn)行，線程間的交互需要借助Android的異步消息處理機(jī)制，也就是Handler。但是為了更方便地讓子線程與主線程交互，更新UI元素，Android系統(tǒng)提供了輕量級的異步任務(wù)類AsyncTask。
AsyncTask的用法
AsyncTask的聲明如下：
public abstract class AsyncTask
AsyncTask是一個(gè)抽象類，同時(shí)也是一個(gè)泛型類。在使用時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建子類去繼承它，并指定相應(yīng)的泛型類型參數(shù)。三個(gè)參數(shù)的含義
Params
執(zhí)行AsyncTask時(shí)需要傳入的參數(shù)，用于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)。
Progress
顯示任務(wù)進(jìn)度單位。
Result
任務(wù)執(zhí)行完畢后返回的結(jié)果
一個(gè)簡單的AsyncTask使用示例：
class DownloadTask extends AsyncTask {
@Override
protected void onPreExecute() {
progressDialog.show();
}
@Override
protected Boolean doInBackground(Void... params) {
try {
while (true) {
int downloadPercent = doDownload();
publishProgress(downloadPercent);
if (downloadPercent >= 100) {
break;
}
}
} catch (Exception e) {
return false;
}
return true;
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
progressDialog.setMessage("當(dāng)前下載進(jìn)度：" + values[0] + "%");
}
@Override
protected void onPostExecute(Boolean result) {
progressDialog.dismiss();
if (result) {
Toast.makeText(context, "下載成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else {
Toast.makeText(context, "下載失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
}
onPreExecute
此方法會(huì)在后臺(tái)任務(wù)執(zhí)行前被調(diào)用，用于進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作，在主線程執(zhí)行。
doInBackground
此方法為要執(zhí)行的后臺(tái)任務(wù)，在子線程中執(zhí)行。不能進(jìn)行UI操作。
onProgressUpdate
顯示任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度，在doInBackground中調(diào)用publishProgress(Progress... values)，values會(huì)傳入此方法中，進(jìn)行進(jìn)度顯示。在主線程執(zhí)行。
onPostExecute
當(dāng)后臺(tái)任務(wù)執(zhí)行完畢后，通過return語句返回執(zhí)行結(jié)果，執(zhí)行結(jié)果傳入此方法作為參數(shù)
任務(wù)的啟動(dòng)：
new DownloadTask().execute();
AsyncTask源碼分析
基于Android 6.0源碼
首先看AsyncTask的構(gòu)造函數(shù)：
public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable() {
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(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);
}
}
};
}
構(gòu)造函數(shù)里初始化了兩個(gè)對象：mWorker和mFuture，mWorker是WorkerRunnable抽象類，實(shí)現(xiàn)了Callable接口。在mWorker的call()方法中，mTaskInvoked.set(true)表示當(dāng)前任務(wù)已被調(diào)用過，然后設(shè)置當(dāng)前線程的優(yōu)先級。接著調(diào)用AsyncTask的doInBackground(mParams)方法執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)，并將執(zhí)行結(jié)果存入result傳入postResult方法。因此，要執(zhí)行的后臺(tái)任務(wù)包含在了AsyncTask的mWorker的call()方法中。
然后是mFuture，mFuture是一個(gè)FutureTask類對象，在構(gòu)造方法中傳入mWorker作為參數(shù)。mFuture其實(shí)是一個(gè)封裝了mWorker的FutureTask對象，F(xiàn)utureTask類實(shí)現(xiàn)了FutureRunnable接口，通過這個(gè)接口可以方便的取消后臺(tái)任務(wù)以及獲取后臺(tái)任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，具體可參考：Java并發(fā)編程：Callable、Future和FutureTask。
由上分析可知：后臺(tái)任務(wù)在mWorker的call()方法中，當(dāng)call()被執(zhí)行時(shí)后臺(tái)任務(wù)doInBackground也就會(huì)被執(zhí)行了。那么何時(shí)才會(huì)被執(zhí)行？因?yàn)閙Worker又封裝在了mFuture中，因此當(dāng)mFuture對象被提交到AsyncTask包含的線程池執(zhí)行時(shí)，call方法就會(huì)被調(diào)用，自定義的后臺(tái)任務(wù)也就開始執(zhí)行了。
要啟動(dòng)某一個(gè)任務(wù)，就需要調(diào)用該任務(wù)的execute()方法，下面看execute()方法的源碼：
public final AsyncTask execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
在執(zhí)行execute時(shí)傳入params參數(shù)，這個(gè)參數(shù)會(huì)一層一層傳遞到doInBackground方法中，方法中調(diào)用了executeOnExecutor并將其返回值返回，傳入了兩個(gè)參數(shù)，其中sDefaultExecutor是AsyncTask默認(rèn)的線程池。
下面看executeOnExecutor方法：
public final AsyncTask 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;
}
在executeOnExecutor方法中，首先判斷任務(wù)的狀態(tài)，當(dāng)任務(wù)正在運(yùn)行或已經(jīng)結(jié)束時(shí)會(huì)拋出異常。
然后調(diào)用了AsyncTask的 onPreExecute() 方法，因此前面自定義的AsyncTask類中，onPreExecute()方法會(huì)第一個(gè)被執(zhí)行。
然后將傳入的params賦值給mWorker的mParams變量
然后執(zhí)行exec的execute()方法，傳入mFuture作為參數(shù)，exec就是前面?zhèn)鬟M(jìn)來的sDefaultExecutor
接下來看看sDefaultExecutor
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
……
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
sDefaultExecutor是一個(gè)靜態(tài)的SerialExecutor常量，SerialExecutor類定義如下：
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
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);
}
}
}
SerialExecutor類是一個(gè)串行線程池，其中定義了一個(gè)mTasks任務(wù)緩存隊(duì)列。
在execute方法中，mTasks.offer向緩存隊(duì)列添加了一個(gè)Runnable任務(wù)，任務(wù)中run方法執(zhí)行了r.run()，其實(shí)就是調(diào)用前面?zhèn)魅氲膍Future對象的run方法，而mFuture的run方法內(nèi)部會(huì)調(diào)用mWorker的call方法，然后就會(huì)調(diào)用doInBackground方法，因此后臺(tái)任務(wù)就開始執(zhí)行了。
提交到任務(wù)緩存隊(duì)列中的任務(wù)什么時(shí)候會(huì)被執(zhí)行呢？
SerialExecutor中定義了一個(gè)Runnable對象mActive，表示當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行execute時(shí)，mActive肯定是null，因此進(jìn)入if語句執(zhí)行scheduleNext()，取出第一個(gè)任務(wù)賦給mActive并判斷是否為null，然后調(diào)用THREAD_POOL_EXECUTOR.execute()方法傳入mActive參數(shù)，執(zhí)行取出的mActive引用的任務(wù)對象。此時(shí)后臺(tái)任務(wù)真正開始。
當(dāng)有新的任務(wù)被執(zhí)行時(shí)，同樣會(huì)offer()方法將傳入的Runnable添加到隊(duì)列的尾部，在后續(xù)操作判斷mActive就是非null，則不會(huì)進(jìn)入if語句中。
但是，第一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行時(shí)，在Runnable的run方法，中finally中調(diào)用了scheduleNext()方法，因此每當(dāng)一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，下一個(gè)任務(wù)才會(huì)得到執(zhí)行，SerialExecutor模仿的是單一線程池的效果，如果啟動(dòng)了很多任務(wù)，同一時(shí)刻只會(huì)有一個(gè)線程正在執(zhí)行，其余的均保存在任務(wù)隊(duì)列中，處于等待狀態(tài)。
由上可知，真正執(zhí)行任務(wù)的是THREAD_POOL_EXECUTOR
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
THREAD_POOL_EXECUTOR是一個(gè)線程池，它的配置如下：
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 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 sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue(128);
核心線程數(shù)corePoolSize為CPU數(shù)加一；
最大線程數(shù)maximumPoolSize為CPU數(shù)的二倍加一；
存活時(shí)間為1秒；
任務(wù)緩存隊(duì)列為LinkedBlockingQueue，最多緩存128個(gè)任務(wù)。
前面說了，當(dāng)子線程執(zhí)行任務(wù)時(shí)，其實(shí)是執(zhí)行mFuture對象的run方法，也就是執(zhí)行mWorker對象的call()方法
下面再看一下mWorker對象的call()方法：
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);
}
doInBackground的執(zhí)行結(jié)果保存在result，作為參數(shù)傳入postResult()方法
postResult()：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
這里通過AsyncTask類內(nèi)部的Handler對象發(fā)出一條MESSAGE_POST_RESULT消息，消息內(nèi)保存了AsyncTaskResult對象，該對象封裝了任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。
下面看一下這個(gè)Handler的相關(guān)源碼：
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;
}
}
}
在主線程創(chuàng)建一個(gè)sHandler對象
收到MESSAGE_POST_PROGRESS消息后，會(huì)調(diào)用onProgressUpdate方法，MESSAGE_POST_PROGRESS消息通過publishProgress方法發(fā)送，我們常會(huì)在doInBackground方法中調(diào)用這個(gè)方法，用于回傳任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度。
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult
當(dāng)sHandler收到MESSAGE_POST_RESULT消息后，會(huì)調(diào)用finish方法
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
在finish方法中，首先判斷任務(wù)的狀態(tài)，然后執(zhí)行onPostExecute方法，最后設(shè)置任務(wù)狀態(tài)為FINISHED，當(dāng)前的AsyncTask任務(wù)全部執(zhí)行完畢。
多線程問題
通過以上分析，AsyncTask涉及到兩個(gè)線程池：SerialExecutor、ThreadPoolExecutor。
SerialExecutor是串行線程池，使用ArrayDeque隊(duì)列管理任務(wù)（Runnable對象）。它同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，多個(gè)任務(wù)要等待上一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢才能繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)。它在AsyncTask中的作用是保證任務(wù)按順序地一個(gè)接一個(gè)串行執(zhí)行。
ThreadPoolExecutor是真正執(zhí)行任務(wù)的線程池，若要實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行任務(wù)，則可自定義線程池，傳入executeOnExecutor(Executor exec, Params... params)方法作為線程池對象。如：
Executor exec = new ThreadPoolExecutor(15, 200, 10,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue());
new DownloadTask().executeOnExecutor(exec,params);
