zoukankan      html  css  js  c++  java
  • AsyncTask 源码分析

    转载请注明出处:http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/17596225

    前言

    什么是AsyncTask,相信搞过android开发的朋友们都不陌生。AsyncTask内部封装了Thread和Handler,可以让我们 在后台进行计算并且把计算的结果及时更新到UI上,而这些正是Thread+Handler所做的事情,没错,AsyncTask的作用就是简化 Thread+Handler,让我们能够通过更少的代码来完成一样的功能,这里,我要说明的是:AsyncTask只是简化 Thread+Handler而不是替代,实际上它也替代不了。同时,AsyncTask从最开始到现在已经经过了几次代码修改,任务的执行逻辑慢慢地发 生了改变,并不是大家所想象的那样:AsyncTask是完全并行执行的就像多个线程一样,其实不是的,所以用AsyncTask的时候还是要注意,下面 会一一说明。另外本文主要是分析AsyncTask的源代码以及使用时候的一些注意事项,如果你还不熟悉AsyncTask,请先阅读android之AsyncTask 来了解其基本用法。

    这里先给出AsyncTask的一个例子:

    1. private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {  
    2.      protected Long doInBackground(URL... urls) {  
    3.          int count = urls.length;  
    4.          long totalSize = 0;  
    5.          for (int i = 0; i < count; i++) {  
    6.              totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);  
    7.              publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));  
    8.              // Escape early if cancel() is called  
    9.              if (isCancelled()) break;  
    10.          }  
    11.          return totalSize;  
    12.      }  
    13.   
    14.      protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {  
    15.          setProgressPercent(progress[0]);  
    16.      }  
    17.   
    18.      protected void onPostExecute(Long result) {  
    19.          showDialog("Downloaded " + result + " bytes");  
    20.      }  
    21.  }  

    使用AsyncTask的规则

    • AsyncTask的类必须在UI线程加载(从4.1开始系统会帮我们自动完成)
    • AsyncTask对象必须在UI线程创建
    • execute方法必须在UI线程调用
    • 不要在你的程序中去直接调用onPreExecute(), onPostExecute, doInBackground, onProgressUpdate方法
    • 一个AsyncTask对象只能执行一次,即只能调用一次execute方法,否则会报运行时异常
    • AsyncTask不是被设计为处理耗时操作的,耗时上限为几秒钟,如果要做长耗时操作,强烈建议你使用Executor,ThreadPoolExecutor以及FutureTask
    • 在1.6之前,AsyncTask是串行执行任务的,1.6的时候AsyncTask开始采用线程池里处理并行任务,但是从3.0开始,为了避免AsyncTask所带来的并发错误,AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务

    AsyncTask到底是串行还是并行?

    给大家做一下实验,请看如下实验代码:代码很简单,就是点击按钮的时候同时执行5个AsyncTask,每个AsyncTask休眠3s,同时把每个AsyncTask执行结束的时间打印出来,这样我们就能观察出到底是串行执行还是并行执行。

    1. @Override  
    2. public void onClick(View v) {  
    3.     if (v == mButton) {  
    4.         new MyAsyncTask("AsyncTask#1").execute("");  
    5.         new MyAsyncTask("AsyncTask#2").execute("");  
    6.         new MyAsyncTask("AsyncTask#3").execute("");  
    7.         new MyAsyncTask("AsyncTask#4").execute("");  
    8.         new MyAsyncTask("AsyncTask#5").execute("");  
    9.     }  
    10.   
    11. }  
    12.   
    13. private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
    14.   
    15.     private String mName = "AsyncTask";  
    16.   
    17.     public MyAsyncTask(String name) {  
    18.         super();  
    19.         mName = name;  
    20.     }  
    21.   
    22.     @Override  
    23.     protected String doInBackground(String... params) {  
    24.         try {  
    25.             Thread.sleep(3000);  
    26.         } catch (InterruptedException e) {  
    27.             e.printStackTrace();  
    28.         }  
    29.         return mName;  
    30.     }  
    31.   
    32.     @Override  
    33.     protected void onPostExecute(String result) {  
    34.         super.onPostExecute(result);  
    35.         SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
    36.         Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
    37.     }  
    38. }  

    我找了2个手机,系统分别是4.1.1和2.3.3,按照我前面的描述,AsyncTask在4.1.1应该是串行的,在2.3.3应该是并行的,到底是不是这样呢?请看Log

    Android 4.1.1上执行:从下面Log可以看出,5个AsyncTask共耗时15s且时间间隔为3s,很显然是串行执行的


    Android 2.3.3上执行:从下面Log可以看出,5个AsyncTask的结束时间是一样的,很显然是并行执行


    结论:从上面的两个Log可以看出,我前面的描述是完全正确的。下面请看源码,让我们去了解下其中的原理。

    源码分析

    1. /* 
    2.  * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project 
    3.  * 
    4.  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
    5.  * you may not use this file except in compliance with the License. 
    6.  * You may obtain a copy of the License at 
    7.  * 
    8.  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
    9.  * 
    10.  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
    11.  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
    12.  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
    13.  * See the License for the specific language governing permissions and 
    14.  * limitations under the License. 
    15.  */  
    16.   
    17. package android.os;  
    18.   
    19. import java.util.ArrayDeque;  
    20. import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
    21. import java.util.concurrent.Callable;  
    22. import java.util.concurrent.CancellationException;  
    23. import java.util.concurrent.Executor;  
    24. import java.util.concurrent.ExecutionException;  
    25. import java.util.concurrent.FutureTask;  
    26. import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  
    27. import java.util.concurrent.ThreadFactory;  
    28. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
    29. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
    30. import java.util.concurrent.TimeoutException;  
    31. import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;  
    32. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  
    33.   
    34. public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {  
    35.     private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";  
    36.   
    37.     //获取当前的cpu核心数  
    38.     private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  
    39.     //线程池核心容量  
    40.     private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;  
    41.     //线程池最大容量  
    42.     private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;  
    43.     //过剩的空闲线程的存活时间  
    44.     private static final int KEEP_ALIVE = 1;  
    45.     //ThreadFactory 线程工厂,通过工厂方法newThread来获取新线程  
    46.     private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {  
    47.         //原子整数,可以在超高并发下正常工作  
    48.         private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);  
    49.   
    50.         public Thread newThread(Runnable r) {  
    51.             return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());  
    52.         }  
    53.     };  
    54.     //静态阻塞式队列,用来存放待执行的任务,初始容量:128个  
    55.     private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =  
    56.             new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);  
    57.   
    58.     /** 
    59.      * 静态并发线程池,可以用来并行执行任务,尽管从3.0开始,AsyncTask默认是串行执行任务 
    60.      * 但是我们仍然能构造出并行的AsyncTask 
    61.      */  
    62.     public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR  
    63.             = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,  
    64.                     TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);  
    65.   
    66.     /** 
    67.      * 静态串行任务执行器,其内部实现了串行控制, 
    68.      * 循环的取出一个个任务交给上述的并发线程池去执行 
    69.      */  
    70.     public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();  
    71.     //消息类型:发送结果  
    72.     private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;  
    73.     //消息类型:更新进度  
    74.     private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;  
    75.     /**静态Handler,用来发送上述两种通知,采用UI线程的Looper来处理消息 
    76.      * 这就是为什么AsyncTask必须在UI线程调用,因为子线程 
    77.      * 默认没有Looper无法创建下面的Handler,程序会直接Crash 
    78.      */  
    79.     private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();  
    80.     //默认任务执行器,被赋值为串行任务执行器,就是它,AsyncTask变成串行的了  
    81.     private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;  
    82.     //如下两个变量我们先不要深究,不影响我们对整体逻辑的理解  
    83.     private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;  
    84.     private final FutureTask<Result> mFuture;  
    85.     //任务的状态 默认为挂起,即等待执行,其类型标识为易变的(volatile)  
    86.     private volatile Status mStatus = Status.PENDING;  
    87.     //原子布尔型,支持高并发访问,标识任务是否被取消  
    88.     private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();  
    89.     //原子布尔型,支持高并发访问,标识任务是否被执行过  
    90.     private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();  
    91.   
    92.     /*串行执行器的实现,我们要好好看看,它是怎么把并行转为串行的 
    93.      *目前我们需要知道,asyncTask.execute(Params ...)实际上会调用 
    94.      *SerialExecutor的execute方法,这一点后面再说明。也就是说:当你的asyncTask执行的时候, 
    95.      *首先你的task会被加入到任务队列,然后排队,一个个执行 
    96.      */  
    97.     private static class SerialExecutor implements Executor {  
    98.         //线性双向队列,用来存储所有的AsyncTask任务  
    99.         final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();  
    100.         //当前正在执行的AsyncTask任务  
    101.         Runnable mActive;  
    102.   
    103.         public synchronized void execute(final Runnable r) {  
    104.             //将新的AsyncTask任务加入到双向队列中  
    105.             mTasks.offer(new Runnable() {  
    106.                 public void run() {  
    107.                     try {  
    108.                         //执行AsyncTask任务  
    109.                         r.run();  
    110.                     } finally {  
    111.                         //当前AsyncTask任务执行完毕后,进行下一轮执行,如果还有未执行任务的话  
    112.                         //这一点很明显体现了AsyncTask是串行执行任务的,总是一个任务执行完毕才会执行下一个任务  
    113.                         scheduleNext();  
    114.                     }  
    115.                 }  
    116.             });  
    117.             //如果当前没有任务在执行,直接进入执行逻辑  
    118.             if (mActive == null) {  
    119.                 scheduleNext();  
    120.             }  
    121.         }  
    122.   
    123.         protected synchronized void scheduleNext() {  
    124.             //从任务队列中取出队列头部的任务,如果有就交给并发线程池去执行  
    125.             if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {  
    126.                 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);  
    127.             }  
    128.         }  
    129.     }  
    130.   
    131.     /** 
    132.      * 任务的三种状态 
    133.      */  
    134.     public enum Status {  
    135.         /** 
    136.          * 任务等待执行 
    137.          */  
    138.         PENDING,  
    139.         /** 
    140.          * 任务正在执行 
    141.          */  
    142.         RUNNING,  
    143.         /** 
    144.          * 任务已经执行结束 
    145.          */  
    146.         FINISHED,  
    147.     }  
    148.   
    149.     /** 隐藏API:在UI线程中调用,用来初始化Handler */  
    150.     public static void init() {  
    151.         sHandler.getLooper();  
    152.     }  
    153.   
    154.     /** 隐藏API:为AsyncTask设置默认执行器 */  
    155.     public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {  
    156.         sDefaultExecutor = exec;  
    157.     }  
    158.   
    159.     /** 
    160.      * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread. 
    161.      */  
    162.     public AsyncTask() {  
    163.         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
    164.             public Result call() throws Exception {  
    165.                 mTaskInvoked.set(true);  
    166.   
    167.                 Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
    168.                 //noinspection unchecked  
    169.                 return postResult(doInBackground(mParams));  
    170.             }  
    171.         };  
    172.   
    173.         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {  
    174.             @Override  
    175.             protected void done() {  
    176.                 try {  
    177.                     postResultIfNotInvoked(get());  
    178.                 } catch (InterruptedException e) {  
    179.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);  
    180.                 } catch (ExecutionException e) {  
    181.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",  
    182.                             e.getCause());  
    183.                 } catch (CancellationException e) {  
    184.                     postResultIfNotInvoked(null);  
    185.                 }  
    186.             }  
    187.         };  
    188.     }  
    189.   
    190.     private void postResultIfNotInvoked(Result result) {  
    191.         final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();  
    192.         if (!wasTaskInvoked) {  
    193.             postResult(result);  
    194.         }  
    195.     }  
    196.     //doInBackground执行完毕,发送消息  
    197.     private Result postResult(Result result) {  
    198.         @SuppressWarnings("unchecked")  
    199.         Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
    200.                 new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  
    201.         message.sendToTarget();  
    202.         return result;  
    203.     }  
    204.   
    205.     /** 
    206.      * 返回任务的状态 
    207.      */  
    208.     public final Status getStatus() {  
    209.         return mStatus;  
    210.     }  
    211.   
    212.     /** 
    213.      * 这个方法是我们必须要重写的,用来做后台计算 
    214.      * 所在线程:后台线程 
    215.      */  
    216.     protected abstract Result doInBackground(Params... params);  
    217.   
    218.     /** 
    219.      * 在doInBackground之前调用,用来做初始化工作 
    220.      * 所在线程:UI线程 
    221.      */  
    222.     protected void onPreExecute() {  
    223.     }  
    224.   
    225.     /** 
    226.      * 在doInBackground之后调用,用来接受后台计算结果更新UI 
    227.      * 所在线程:UI线程 
    228.      */  
    229.     protected void onPostExecute(Result result) {  
    230.     }  
    231.   
    232.     /** 
    233.      * Runs on the UI thread after {@link #publishProgress} is invoked. 
    234.      /** 
    235.      * 在publishProgress之后调用,用来更新计算进度 
    236.      * 所在线程:UI线程 
    237.      */  
    238.     protected void onProgressUpdate(Progress... values) {  
    239.     }  
    240.   
    241.      /** 
    242.      * cancel被调用并且doInBackground执行结束,会调用onCancelled,表示任务被取消 
    243.      * 这个时候onPostExecute不会再被调用,二者是互斥的,分别表示任务取消和任务执行完成 
    244.      * 所在线程:UI线程 
    245.      */  
    246.     @SuppressWarnings({"UnusedParameters"})  
    247.     protected void onCancelled(Result result) {  
    248.         onCancelled();  
    249.     }      
    250.       
    251.     protected void onCancelled() {  
    252.     }  
    253.   
    254.     public final boolean isCancelled() {  
    255.         return mCancelled.get();  
    256.     }  
    257.   
    258.     public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {  
    259.         mCancelled.set(true);  
    260.         return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);  
    261.     }  
    262.   
    263.     public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {  
    264.         return mFuture.get();  
    265.     }  
    266.   
    267.     public final Result get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,  
    268.             ExecutionException, TimeoutException {  
    269.         return mFuture.get(timeout, unit);  
    270.     }  
    271.   
    272.     /** 
    273.      * 这个方法如何执行和系统版本有关,在AsyncTask的使用规则里已经说明,如果你真的想使用并行AsyncTask, 
    274.      * 也是可以的,只要稍作修改 
    275.      * 必须在UI线程调用此方法 
    276.      */  
    277.     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
    278.         //串行执行  
    279.         return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
    280.         //如果我们想并行执行,这样改就行了,当然这个方法我们没法改  
    281.         //return executeOnExecutor(THREAD_POOL_EXECUTOR, params);  
    282.     }  
    283.   
    284.     /** 
    285.      * 通过这个方法我们可以自定义AsyncTask的执行方式,串行or并行,甚至可以采用自己的Executor 
    286.      * 为了实现并行,我们可以在外部这么用AsyncTask: 
    287.      * asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, Params... params); 
    288.      * 必须在UI线程调用此方法 
    289.      */  
    290.     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  
    291.             Params... params) {  
    292.         if (mStatus != Status.PENDING) {  
    293.             switch (mStatus) {  
    294.                 case RUNNING:  
    295.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
    296.                             + " the task is already running.");  
    297.                 case FINISHED:  
    298.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
    299.                             + " the task has already been executed "  
    300.                             + "(a task can be executed only once)");  
    301.             }  
    302.         }  
    303.   
    304.         mStatus = Status.RUNNING;  
    305.         //这里#onPreExecute会最先执行  
    306.         onPreExecute();  
    307.   
    308.         mWorker.mParams = params;  
    309.         //然后后台计算#doInBackground才真正开始  
    310.         exec.execute(mFuture);  
    311.         //接着会有#onProgressUpdate被调用,最后是#onPostExecute  
    312.   
    313.         return this;  
    314.     }  
    315.   
    316.     /** 
    317.      * 这是AsyncTask提供的一个静态方法,方便我们直接执行一个runnable 
    318.      */  
    319.     public static void execute(Runnable runnable) {  
    320.         sDefaultExecutor.execute(runnable);  
    321.     }  
    322.   
    323.     /** 
    324.      * 打印后台计算进度,onProgressUpdate会被调用 
    325.      */  
    326.     protected final void publishProgress(Progress... values) {  
    327.         if (!isCancelled()) {  
    328.             sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
    329.                     new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
    330.         }  
    331.     }  
    332.   
    333.     //任务结束的时候会进行判断,如果任务没有被取消,则onPostExecute会被调用  
    334.     private void finish(Result result) {  
    335.         if (isCancelled()) {  
    336.             onCancelled(result);  
    337.         } else {  
    338.             onPostExecute(result);  
    339.         }  
    340.         mStatus = Status.FINISHED;  
    341.     }  
    342.   
    343.     //AsyncTask内部Handler,用来发送后台计算进度更新消息和计算完成消息  
    344.     private static class InternalHandler extends Handler {  
    345.         @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})  
    346.         @Override  
    347.         public void handleMessage(Message msg) {  
    348.             AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;  
    349.             switch (msg.what) {  
    350.                 case MESSAGE_POST_RESULT:  
    351.                     // There is only one result  
    352.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);  
    353.                     break;  
    354.                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
    355.                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
    356.                     break;  
    357.             }  
    358.         }  
    359.     }  
    360.   
    361.     private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {  
    362.         Params[] mParams;  
    363.     }  
    364.   
    365.     @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})  
    366.     private static class AsyncTaskResult<Data> {  
    367.         final AsyncTask mTask;  
    368.         final Data[] mData;  
    369.   
    370.         AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {  
    371.             mTask = task;  
    372.             mData = data;  
    373.         }  
    374.     }  
    375. }  

    让你的AsyncTask在3.0以上的系统中并行起来

    通过上面的源码分析,我已经给出了在3.0以上系统中让AsyncTask并行执行的方法,现在,让我们来试一试,代码还是之前采用的测试代码,我们要稍作修改,调用AsyncTask的executeOnExecutor方法而不是execute,请看:

    1. @TargetApi(Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB)  
    2. @Override  
    3. public void onClick(View v) {  
    4.     if (v == mButton) {  
    5.         new MyAsyncTask("AsyncTask#1").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    6.         new MyAsyncTask("AsyncTask#2").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    7.         new MyAsyncTask("AsyncTask#3").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    8.         new MyAsyncTask("AsyncTask#4").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    9.         new MyAsyncTask("AsyncTask#5").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
    10.     }  
    11.   
    12. }  
    13.   
    14. private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
    15.   
    16.     private String mName = "AsyncTask";  
    17.   
    18.     public MyAsyncTask(String name) {  
    19.         super();  
    20.         mName = name;  
    21.     }  
    22.   
    23.     @Override  
    24.     protected String doInBackground(String... params) {  
    25.         try {  
    26.             Thread.sleep(3000);  
    27.         } catch (InterruptedException e) {  
    28.             e.printStackTrace();  
    29.         }  
    30.         return mName;  
    31.     }  
    32.   
    33.     @Override  
    34.     protected void onPostExecute(String result) {  
    35.         super.onPostExecute(result);  
    36.         SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
    37.         Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
    38.     }  
    39. }  

    下面是系统为4.1.1手机打印出的Log:很显然,我们的目的达到了,成功的让AsyncTask在4.1.1的手机上并行起来了,很高兴吧!希望这篇文章对你有用。

  • 相关阅读:
    MySQL关键性能监控(QPS/TPS)
    Python小技巧
    Redis高可用演进(一)
    防范XSS攻击
    java引用知识
    ehcache同步原理
    ehcache监控
    SecureCRT使用技巧
    JUC整理笔记五之梳理Varhandle(下)
    JUC整理笔记四之梳理VarHandle(上)
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/RaulYang/p/4283987.html
Copyright © 2011-2022 走看看