Android之AsyncTask源码解析

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##前言

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，内部封装了Thread和Handler，通过AsyncTask执行后台任务以及在主线程中访问UI控件，但AsyncTask在Android 1.6之前是串行任务，在Android 1.6时AsyncTask采用线程池处理并行任务，又在Android 3.0开始采用一个线程串行执行任务，所以在使用AsyncTask时需要根据具体的场景来选择是否使用AsyncTask，比如需要与主线程有交互可以使用AsyncTask，否则就使用线程，如果需要执行大量线程执行任务时推荐使用线程池，AsyncTask的使用方式并不会讲解，这个大家可以在网上随便搜搜，文章主要围绕AsyncTask的源码来解析执行的流程。

##源码解析

在使用AsyncTask时，需要重写它的几个方法，其中doInBackground(Params… params)方法必须实现，该方法用于执行异步任务，参数params表示异步任务的输入参数，在这个方法中可以通过publishProgress方法来更新任务进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法，改方法在主线程中执行；如果需要在执行异步之前做一些初始化操作，比如显示一个进度条，可以重写它的onPreExecute方法，这个方法执行在主线程；当doInBackground方法执行完毕，如果需要异步任务数据返回给主线程，可以重写onPostExecute(Result result)方法，这个方法在主线程中执行，参数result是后台返回的值，也就是doInBackground方法返回的值，那么AsyncTask整体执行的流程可以用下面的图来表示。

执行AsyncTask的方法是execute，贴出其中一个execute方法源码：

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

在执行AsyncTask的execute(Params… params)方法时，内部会去执行executeOnExecutor方法，其中的参数sDefaultExecutor是AsyncTask内部类SerialExecutor的实例，是一个串行的线程池，SerialExecutor实现Executor接口并实现Executor接口中的execute(Runnable command)方法，用于执行已经提交的Runnable任务对象，SerialExecutor这个内部类的具体实现可以通过下面的源码来得知。

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);}}
}public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;static {ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue, sThreadFactory);threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}

SerialExecutor类中定义了一个ArrayDeque，它是一个先进先出的队列，在execute方法中通过scheduleNext方法从队列中取出Runnable对象，并通过THREAD_POOL_EXECUTOR来执行，THREAD_POOL_EXECUTOR是线程池。上面的SerialExecutor是用于任务的排队，而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR才是执行任务的，关于SerialExecutor的介绍暂时就到这里，我们会到上面的execute方法。

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;
}

通过execute(Params… params)方法执行executeOnExecutor(Executor exec,Params… params)方法，在一开始会对当前的执行的状态进行判断，Status是一个枚举类，内部提供了三种状态，分别是FENDING（表示尚未执行）、RUNNING（表示任务正在执行）和FINISHED（表示任务执行结束），AsyncTask内部在执行任务前会去判断当前任务的执行状态，当任务正在执行或是已经执行结束会抛出异常，当新任务开始时mStatus为RUNNING，表示开始执行异步任务，接着会调用onPreExecute()方法，这时还没有执行异步任务，所以onPreExecute方法在主线程中执行。
onPreExecute方法执行完毕后，会将我们传入的Params参数封装成FutureTask对象，其中的mWorker是内部静态类WorkerRunnable，源码如下。

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

WorkerRunnable实现了Callable接口，用于获取异步任务执行完毕后的数据，上面的mWorker和mFuture在AsyncTask初始化时进行初始化，看下面的源码。

public AsyncTask() {this((Looper) null);
}public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()? getMainHandler()//--------------1: new Handler(callbackLooper);mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {public Result call() throws Exception {mTaskInvoked.set(true);//————2Result result = null;try {Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);//noinspection uncheckedresult = doInBackground(mParams);Binder.flushPendingCommands();} catch (Throwable tr) {mCancelled.set(true);throw tr;} finally {postResult(result);}return result;}};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 occurred while executing doInBackground()",e.getCause());} catch (CancellationException e) {postResultIfNotInvoked(null);}}};
}

上面1处代码判断callbackLooper是否空或是主线程的Looper，这个因为传入的是null，最终调用的是getMainHandler方法，用于创建Handler，这部分后面会讲到，继续看mWorker的实例化时实现了call方法，并返回异步任务执行结果Result，这里又看到一个熟悉的方法doInBackground方法，这个方法执行在异步线程中，mFuture在实例化时将mWorker作为参数并实现了done方法，可以看到内部通过get()方法获取mWorker的call方法的返回值，并传递给postResultlfNotInvoked方法，这里看下它的源码。

private void postResultIfNotInvoked(Result result) {final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();if (!wasTaskInvoked) {postResult(result);}
}

mTaskInvoked是AtomicBoolean类型，在上面执行mWorker的call方法时（代码2处）mTaskInvoked设置为true，因此这里的判断语句不成立，就不继续往下看了，回到上面的mWorker初始化的地方，这里为了大家方便查看，再次把相关源码贴下：

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {public Result call() throws Exception {mTaskInvoked.set(true);Result result = null;try {Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);//noinspection uncheckedresult = doInBackground(mParams);Binder.flushPendingCommands();} catch (Throwable tr) {mCancelled.set(true);throw tr;} finally {postResult(result);}return result;}
};

在执行完doInBackground方法后会返回Result，最后会执行finally语句块中的postResult方法，查看该方法源码：

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

很明显通过Handler来发送消息，找找Handler的定义的地方，还记得我们在上面介绍AsyncTask初始化时讲到传入的参数callbackLooper为空，就调用getMainHandler方法，也就是说这里的发送消息的Handler就是在getMainHandler方法中初始化的，查看getMainHandler方法源码。

private static Handler getMainHandler() {synchronized (AsyncTask.class) {if (sHandler == null) {sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());}return sHandler;}
}

InternalHandler是AsyncTask的内部静态类并继承自Handler。

private static class InternalHandler extends Handler {public InternalHandler(Looper looper) {super(looper);}@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;}}
}

之前在doInBackground方法执行完毕后会将Result和MESSAGE_POST_RESULT通过Handler发送给主线程，在handleMessage方法中将我们的Result包装成AsyncTaskResult类型，AsyncTaskResult内部有个Data范型数组，数组的第一个就是异步任务执行的结果，这里将结果传递给finish方法。

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

在这里又看到一个熟悉的方法onPostExecute方法，这个方法是执行在主线程中的用于与UI交互,执行完onPostExecute方法后会将mStatus设置为FINISHED，说明此次异步任务执行完毕。到这里onPreExecute、doInBackground和onPostExecute方法执行时机都已经讲解清楚了，剩下的就是onProgressUpdate方法的执行时机，从前面知道在doInBackground方法中执行publishProgress方法会执行onProgressUpdate方法，查看publishProgress方法源码。

protected final void publishProgress(Progress... values) {if (!isCancelled()) {getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();}
}

在这里也是通过Handler来发送消息给主线程来执行onProgressUpdate方法。

private static class InternalHandler extends Handler {public InternalHandler(Looper looper) {super(looper);}@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;}}
}

发送消息到主线程后会执行onProgressUpdate方法，这也说明了onProgressUpdate是执行在主线程中。

在这里提一下，之前在前言中讲过由于Android版本的不同，AsyncTask内部执行的机制也不同，这里AsyncTask新增了一个方法executeOnExecutor(Executor exec,Params… params)用于开发者自己定义线程池。

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