Android中从源码分析关于AsyncTask的使用

Android在框架层提供了异步任务类，AysncTask，用于执行后台任务，并将执行结果更新到UI线程。为什么要用异步任务呢？这是因为如果某个任务太耗时间的话，会阻塞UI主线程，而我们知道UI线程如果阻塞5秒的话，就会发生ANR（Application No Response）错误，就算没有发生，主界面上看起来也会卡卡的，这显然用户体验就不太好了。

而AsyncTask类则在不影响UI线程的情况下，另起子线程去做那些耗时比较久的任务，比如我们在TodoList中去读取图片这种情况，然后将处理后的结果再更新到UI线程，从而达到更好的用户体验。

下面是AsyncTask类的定义：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";...

从上面的代码可以看出，AsyncTask是一个抽象类，所以在使用AsyncTask的时候，我们要继承它，实现一个子类，并实现其中一个方法，如下：

 class LoadImageTask extends AsyncTask<String, Void, ImageView>{@Overrideprotected ImageView doInBackground(String... params) {String photoImagePath = params[0];Bitmap bitmap = BitmapReader.readBigBitmapFromFile(photoImagePath,REQ_WIDTH);ImageView imageView = Helper.createImageViewFromBitmap(DetailActivity.this, bitmap);return imageView;}protected void onPostExecute(ImageView result) {imageViews.add(result);refreshGallery();}}

对照 AsyncTask的三个参数，Params, Progress和Result，是泛型参数。

1）Params ：参数，比如例子中定义的String类型，指向一个Image的路径，这是传给AysncTask的doInBackground方法。

2）Progress：这是在执行过程中会用到的一个参数，一般在显示进度的时候会用到，在例子中不会用到，所以可以在这里指定为Void。

3）Result：这是执行的结果对象，会作为onPostExecute方法的参数，在UI线程中处理。

由上面的例子也可以看到，一般我们实现的这个子类，要实现其中的两个方法

1）doInBackground：这个方法，其实是在另外一个线程中执行的。

2）onPostExecute：而这个方法却已经回到UI线程中来执行，所以可以在这里将上一个方法中执行所得的结果在这里更新到UI线程中。

那么这里面的机制是怎么样的呢，我们就来深入地看一下，也学习一下吧。

首先我们来看一下在Activity中，我们是怎么样来使用我们这个AsyncTask的吧，代码如下：

 @Overrideprotected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data){        if (requestCode == REQUEST_FOR_CAMERA) {if(resultCode == RESULT_OK){isPhotoTaken = true;           photoFileNames.add(tempPhotoFileName);          }} else if (requestCode == REQUEST_FOR_GALLERY) {if(resultCode == RESULT_OK){isPhotoTaken = true;          ContentResolver resolver = getContentResolver();Uri uri = data.getData();tempPhotoFileName = Helper.getImagePath(resolver, uri);photoFileNames.add(tempPhotoFileName);               }}new LoadImageTask().execute(tempPhotoFileName);//调用其execute方法}

在TodoList的小demo中，在相机或者图库返回来图片的路径之后，我们就会调用AsynctTask的execute方法了，那么这里就是入口了。

进入AsyncTask类中，找到execute方法，如下：

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

可以看到，这里调用的是executeOnExecutor方法，我们继续找：

    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;}

在这个方法中，我们可以发现，AsynctTask定义了一个mStatus的成员变量，来表示异步任务的运行状态，分别是pending，running和finished，但只有处于pending状态的AsnycTask才能被执行。当状态是Pending的时候，就会继续执行，将状态变成running，这样能够保证AsyncTask只会被执行一次。

接着会调用onPreExecute方法做一些处理工作，这个方法其实我们也可以在子类中自己实现，如果有什么需要处理的话，一般不用。

然后我们发现，我们传进来的参数params会被传给mWorker，然后会有一个executor来执行execute的方法，并且执行的参数是一个mFuture对象。那么这两个东西是什么呢？

接着看如下代码：

    public AsyncTask() {mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {public Result call() throws Exception {mTaskInvoked.set(true);Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);//noinspection uncheckedreturn postResult(doInBackground(mParams));}};mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {@Overrideprotected 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);}}};}

mWorker是一个WorkerRunnable对象，而实际上WorkerRunnable是AsyncTask的一个抽象内部类，实现了Callable接口，如下：

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

而在上面的赋值过程，通过匿名类实现了WorkerRunnable，并其call方法中将线程优先级调整为后台线程，然后会执行 doInBackground方法，不过现在还没执行，咱们再看看FutureTask对象，下面是它的构造函数：

    public FutureTask(Callable<V> callable) {if (callable == null)throw new NullPointerException();sync = new Sync(callable);}

而FutureTask是Java多线程模型的一部分，其间接地实现了Runnable（线程属性）接口和Future（异步任务）接口，而在上面的executeOnExecutor方法中，正是将mWorker（实现了Callable接口）对象传给它了，并被其封装到成员变量sync中，这样它们就共同表示了一个异步任务，到这里，一个异步任务也就创建完成了。

从上面executeOnExecutor的方法，也可以看到，真正执行execute是一个Executor，而在AsyncTask中，其实是SerialExecutor，我们看看其构造函数：

    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();//在新线程中调用了我们上面传进来的FutureTask的run方法} finally {scheduleNext();}}});if (mActive == null) {scheduleNext();}}protected synchronized void scheduleNext() {if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);}}}

从上面，我们可以看到execute方法的参数就是一个Runnable，其实也就是FutrueTask了，在这里，它会被封装到一个新的线程中作为一个任务添加到mTasks队列中，至于下面如何在THREAD_POOL_EXECUTOR中去执行mTasks我们就不再深入下去了，我们就来看看FutureTask的run方法，如下：

    public void run() {sync.innerRun();}

我们发现，它调用的是sync.innerRun()，那么Sync的innerRun方法又干了什么呢？

        void innerRun() {if (!compareAndSetState(READY, RUNNING))return;runner = Thread.currentThread();if (getState() == RUNNING) { // recheck after setting threadV result;try {result = callable.call();} catch (Throwable ex) {setException(ex);return;}set(result);} else {releaseShared(0); // cancel}}

我们发现，它调用了callable的call方法，啊，我们终于来到了mWorker的call方法，回过头看，不就是在那里调用了doInBackground方法的吗？所以，我们可以确定，doInBackground的确是在一个新的线程中执行的，并且是一个后台线程。

但同时我们发现，其执行完之后，是作为一个参数传递给postResult的，继续看下去：

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

可以看到，在这里是利用了sHandler来发送异步消息的，而sHandler是在AsynctTask中定义的，如下：

private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();

InternalHandler定义如下

    private static class InternalHandler extends Handler {@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;switch (msg.what) {case MESSAGE_POST_RESULT:// There is only one resultresult.mTask.finish(result.mData[0]);break;case MESSAGE_POST_PROGRESS:result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);break;}}}

我们可以在这里发现，如果是MESSAGE_POST_RESULT，则会调用mTask的finish方法，然后就结束了，而如果是MESSAGE_POST_PROGRESS，则会调用 onProgressUpdate方法，那么，很显然这个mTask应该就是我们定久的AsyncTask了吧。我们看看AsyncTaskResult是什么先，

    @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})private static class AsyncTaskResult<Data> {final AsyncTask mTask;final Data[] mData;AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {mTask = task;mData = data;}}
}

我们发现，在上面传进来的AsyncTaskResult的参数task的正好就是this，而它又赋值给了mTask的，所以说明，这个mTask就是我们在Activity中定义的LoadImageTask了，而它是在主线程中定义的，那么很显然，它的finish方法也是在主线程，也就是UI线程中执行的了，再来看看这个finish方法：

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

在这里，我们终于看到了onPostExecute方法的调用了，这说明了，onPostExecute就是在UI线程中干活的了。最后mStatus也被设计成FIINISHED了，这个异步任务也就结束了。

嗯，关于AsyncTask的基本原理到这里也就结束了。

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