湖畔镇

AsyncTask源码初步分析

AsyncTask源码看似比较独立和简单,分析一下

AsyncTask

public AsyncTask() {
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);
            Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

            //  这里调用后台运行
            Result result = doInBackground(mParams);
            Binder.flushPendingCommands();

            //  发送结果
            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);
            }
        }
    };
}

构造函数,分别构造了一个WorkerRunnable和一个FutureTask
WorkerRunnable就是任务,里面保存了Params,在执行结束后返回Result
FutureTask包装了一下任务,实际调度的是它,它会运行那个WorkerRunnable,得到返回结果在done()中处理

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
        Params[] mParams;
}

线程相关接口和类

//  可被执行的命令,不返回结果
public interface Runnable {
    public void run();
}

//  一个任务,能够返回结果,可能抛出异常
public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

//  Future代表了一个异步任务的结果
//  有方法检查任务是否完成、等待完成、获得任务结果
//  结果只能当任务完成时通过get()获得,必要的话会阻塞直到就绪
public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    boolean isCancelled();
    boolean isDone();
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

//  一个可运行的Future
//  run()的成功执行导致Future的完成,并且允许访问其结果
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

//  一个可取消的异步任务
//  可以用来包裹Runnable或Callable
//  因为实现了Runnable,所以可以提交给一个Executor处理
//  可以开始和结束任务,查看任务结果
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        ......
    }

    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        ......
    }

    ......
}

工作流

通过execute()执行,返回任务的引用,调用者可以保持引用

@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}


@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec, Params... params) {
    if (mStatus != Status.PENDING) {
        switch (mStatus) {
            case RUNNING:
                //  不能执行正在执行的任务
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:" + " the task is already running.");
            case FINISHED:
                //  不能执行完成的任务
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:" + " the task has already been executed " + "(a task can be executed only once)");
        }
    }

    mStatus = Status.RUNNING;

    //  准备执行,重写的方法
    onPreExecute();

    mWorker.mParams = params;

    //  线程池执行
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}     

线程池执行任务,FutureTask.run()

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 {
                //  执行
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                ran = false;
                setException(ex);
            }
            if (ran)
                //  设置结果
                set(result);
        }
    } finally {
        runner = null;
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}

protected void set(V v) {
    if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
        outcome = v;
        U.putOrderedInt(this, STATE, NORMAL);
        finishCompletion();
    }
}

private void finishCompletion() {
    for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
        if (U.compareAndSwapObject(this, WAITERS, 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;
                q = next;
            }
            break;
        }
    }

    //  这个done()就是匿名类中重写的方法,表示完成后的处理
    done();

    callable = null;
}

完成后会调用这个,发消息从后台执行前台动作

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

那么一定有消息处理器

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:
                result.mTask.finish(result.mData[0]);
                break;
            case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                break;
        }
    }
}

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

线程注解

如果你的方法只能在指定的线程类型中被调用,那么你就可以使用以下4个注解来标注它:

  • @UiThread
  • @MainThread
  • @WorkerThread
  • @BinderThread

如果一个类中的所有方法都有相同的线程需求,那么你可以注解类本身。比如android.view.View,就被用@UiThread标注。

关于线程注解使用的一个很好的例子就是AsyncTask

如果你在重写的doInBackground()方法里尝试调用onProgressUpdate()方法或者View的任何方法,就会马上把它标记为一个错误

@UiThread还是@MainThread?
在进程里只有一个主线程。这个就是@MainThread。同时这个线程也是一个@UiThread。比如Activity的主要窗口就运行在这个线程上。然而它也有能力为应用创建其他线程。这很少见,一般具备这样功能的都是系统进程。通常是把和生命周期有关的用@MainThread标注,和View层级结构相关的用@UiThread标注。但是由于@MainThread本质上是一个@UiThread,而大部分情况下@UiThread又是一个@MainThread,所以你能在一个可以调用@MainThread方法的地方也能调用@UiThread方法,反之亦然。

Executor

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

//  这个执行器是串行的
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;

//  这个执行器是并行的
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

private static class SerialExecutor implements Executor {
    final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
    Runnable mActive;

    public synchronized void execute(final Runnable r) {
        //  将任务加入队列
        //  做了一下包装 任务在运行完成或异常后执行下一个 保证线性执行
        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);
        }
    }
}

//  这个方法可以指定使用的执行器
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec, Params... params);

最初的版本,AsyncTask在单个后台线程上顺序执行
API4(1.6)开始,变成了允许多个任务并行进行的线程池
API11(3.0)开始,任务在一个单一线程执行以避免并行操作引起的错误
如果你需要并行执行,可以使用executeOnExecutor(),传入THREAD_POOL_EXECUTOR

总结

AsyncTask是一个简单的在工作线程处理任务的方式,通过线程池调度任务(默认或者指定),后台任务的执行结果通过Handler机制发消息给UI线程更新界面

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