AsyncTask源码分析

要研究Android的AsyncTask之前，要先搞明白FutureTask和Executor类：

 FutureTask是什么：

FutureTask实际上是一个任务的操作类，它并不启动新线程，只是在自己所在线程上操作，任务的具体实现是构造FutureTask时提供的，实现自Callable<V>接口，FutureTask不知道具体的任务是什么，它只知道如何调度任务，如：

• 如何启动任务：在FutureTask的run()方法中（实现自Runnable.run()），调用Callable.call()方法来启动任务，Callable.call()方法中是任务的具体实现；
• 如何取消任务：在cancel()里，中断执行任务的线程，记录任务结束状态，并调用done()方法来执行用户实现的操作；
• 如何返回任务的运行结果：如果任务还在执行，则阻塞线程（使用LockSupport.park()），直到任务结束才返回结果，用户可以通过get()方法来获取结果，同样当任务运行结束时，会调用down()来执行用户实现的操作。

使用FutureTask的好处是，更轻松的对任务进行管理，而不是像Runnable那样扔进线程后就啥也不能做了。

 Executor是什么：

Executor顾名思义是任务执行者，它不关心是什么任务，只关心如何执行任务。Executor是个Interface，具体如何执行任务要看怎么实现这个接口，你可以这样实现：

 class DirectExecutor implements Executor {
　　@Override
   public void execute(Runnable r) {
     r.run();
   }
 }

也可以这样实现：

class ThreadPerTaskExecutor implements Executor {
　　@Override
   public void execute(Runnable r) {
     new Thread(r).start();
   }
 }

这两种实现的区别显而易见，java文档还提供了另一个Executor实现的例子：

 class SerialExecutor implements Executor {
   final Queue tasks = new ArrayDeque();
   final Executor executor;
   Runnable active;

   SerialExecutor(Executor executor) {
     this.executor = executor;
   }

　　@Override
   public synchronized void execute(final Runnable r) {
     tasks.offer(new Runnable() {
       public void run() {
         try {
           r.run();
         } finally {
           scheduleNext();
         }
       }
     });
     if (active == null) {
       scheduleNext();
     }
   }

   protected synchronized void scheduleNext() {
     if ((active = tasks.poll()) != null) {
       executor.execute(active);
     }
   }
 }

这个实现的意思是，严格按照用户提交的顺序来执行任务。Android的AsyncTask就使用了这个例子。

AsyncTask是如何实现的：

AsyncTask实现的关键地方在构造函数和executeOnExecutor()函数里。

• 首先看下构造函数：

    public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
　　　　　　　　　　//任务的具体实现
                return postResult(doInBackground(mParams));
            }
        };

        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 occured while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }

代码中WorkerRunnable实现自Callable，所以mWorker就是任务的具体实现（call()中的doInBackground()）。通过对FutureTask的说明可以知道，mFuture是mWorker的操作类，它不仅用来实现对AsyncTask任务的操作（cancel，get等），最主要的，实现了mWorker执行结束的操作：

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

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

    private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();

    private static class InternalHandler extends Handler {
        @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;
            }
        }
    }

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

FutureTask和Handler共同实现了任务结束的操作，代码很简单，不赘述。

• 接下来是executeOnExecutor()函数的实现：

    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;
    }

AsyncTask是通过execute或executeOnExecutor启动的，通过上边对Executor的介绍可以知道，在executeOnExecutor()中的exec.execute(mFuture)这一行就是根据exec的实现方式来启动mFuture了，问题的关键是exec是如何实现execute()的。在execute中可以看到AsyncTask提供了一个默认的sDefaultExecutor，这个sDefaultExecutor是什么呢：

    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

    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);
            }
        }
    }

默认情况下，sDefaultExecutor就是SerialExecutor类，通过源码可以看到，SerialExecutor是一个严格按照用户提交顺序来执行任务的执行者，其中scheduleNext()函数用来启动下一个任务：

        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }

THREAD_POOL_EXECUTOR就是真正启动任务的Executor：

    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(
            CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS,
            sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

ThreadPoolExecutor是java自己实现的一种Executor，顾名思义，是个提供线程池的Executor。

由上可以知道，当调用AsyncTask的execute()函数时，AsyncTask会按用户提交任务的顺序，在线程池里串行的执行任务（当前任务运行结束，再运行下一个）。

当然用户也可以提供自己的Executor来改变AsyncTask的运行方式。