AndroidAsyncTask解析
我们都知道,AndroidUI是线程不安全的,如果想要在子线程里进行UI操作,就需要借助Android的异步消息处理机制,参考之前一篇文章Android异步消息处理机制:Looper、Handler、Message。但是费时的任务操作总会启动一些匿名的子线程,太多的子线程会给系统带来巨大的负担,随之带来一些性能问题。因此Android提供了一个工具类AsyncTask,顾名思义异步执行任务,使用它就可以非常灵活方便地从子线程切换到UI线程。
AsyncTask的基本用法
由于AsyncTask是一个抽象类,所以如果我们想使用它,就必须要创建一个子类去继承它。在继承时我们可以为AsyncTask类指定三个泛型参数Params,Progress和Result,这三个参数的用途如下:
Params
传入doInBackground()方法的参数类型。启动任务执行的输入参数,比如HTTP请求的URL。
Progress
传入onProgressUpdate()方法的参数类型。后台任务执行的百分比。
Result
传入onPostExecute()方法的参数类型,也是doInBackground()方法返回的类型。后台执行任务最终返回的结果,比如String,Integer等
AsyncTask的执行分为四个步骤,每一步都对应一个回调方法,开发者需要实现这些方法:
onPreExecute()
该方法将在执行实际的后台操作前被UI线程调用。可以在该方法中做一些准备工作,如在界面上显示一个进度条,或者一些控件的实例化,这个方法可以不用实现。
doInBackground(Params…)
将在onPreExecute方法执行后马上执行,该方法运行在后台线程中。这里将主要负责执行那些很耗时的后台处理工作。可以调用publishProgress方法来更新实时的任务进度。该方法是抽象方法,子类必须实现。
onProgressUpdate(Progress…)
在publishProgress方法被调用后,UI线程将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况,例如通过一个进度条进行展示。
onPostExecute(Result)
在doInBackground执行完成后,onPostExecute方法将被UI线程调用,后台的计算结果将通过该方法传递到UI线程,并且在界面上展示给用户.
onCancelled()
在用户取消线程操作的时候调用。当在主线程中调用task.cancel()的时候回调。和onPostExecute一样,都是在UI线程中执行,所以当我们想要取消之后,有些界面变化我们可以在oncancel里面改变UI。
注:publicfinalbooleancancel(booleanmayInterruptIfRunning)
当布尔值为true时,表示直接中断当前正在执行的任务,否则中断那些等待执行还尚未执行的任务。
当调用cancel()后,在doInBackground()return后,我们将会调用onCancelled(Object)不再调用onPostExecute(Object)。为了保证任务更快取消掉,应该在doInBackground()中周期性的检查iscancelled去进行判断。
classDownloadTaskextendsAsyncTask{
@Override
protectedvoidonPreExecute(){
progressDialog.show();
}
@Override
protectedBooleandoInBackground(String...params){
try{
Stringurl=params[0];
while(true){
intdownloadPercent=doDownload(url);
publishProgress(downloadPercent);
if(downloadPercent>=100){
break;
}
}
}catch(Exceptione){
returnfalse;
}
returntrue;
}
@Override
protectedvoidonProgressUpdate(Integer...values){
progressDialog.setMessage("当前下载进度:"+values[0]+"%");
}
@Override
protectedvoidonPostExecute(Booleanresult){
progressDialog.dismiss();
if(result){
Toast.makeText(context,"下载成功",Toast.LENGTH_SHORT).show();
}else{
Toast.makeText(context,"下载失败",Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
}
在UI线程中启动这个任务:
DownloadTasktask=newDownloadTask();
task.execute(URL);
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2
以上就是AsyncTask的基本用法,是不是感觉在子线程和UI线程之间进行切换变得灵活了很多?我们并不需求去考虑什么异步消息处理机制,也不需要专门使用一个Handler来发送和接收消息,只需要调用一下publishProgress()方法就可以轻松地从子线程切换到UI线程了。
注:
1.Task的实例必须在UI线程中创建。
2.execute方法必须在UI线程中调用。
3.不要手动调用onPreExecute(),onPostExecute(Result),doInBackground(Params…),onProgressUpdate(Progress…)这几个方法,需要在UI线程中实例化这个task来回调。
4.该task只能被执行一次,否则多次调用时将会出现异常。
AsyncTask的源码分析
接下来,我们来分析一下AsyncTask的源码,对它的实现原理一探究竟。注意这里我选用的是AndroidM(6.0)的源码,源码我已经上传了,下载地址:AndroidM(6.0)的源码。
执行任一任务之前,要先new出它的实例,因此,我们先来看一看AsyncTask构造函数中的源码,如下所示:
publicAsyncTask(){
mWorker=newWorkerRunnable(){
publicResultcall()throwsException{
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspectionunchecked
Resultresult=doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
returnpostResult(result);
}
};
mFuture=newFutureTask(mWorker){
@Override
protectedvoiddone(){
try{
postResultIfNotInvoked(get());
}catch(InterruptedExceptione){
android.util.Log.w(LOG_TAG,e);
}catch(ExecutionExceptione){
thrownewRuntimeException("AnerroroccurredwhileexecutingdoInBackground()",e.getCause());
}catch(CancellationExceptione){
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
只是初始化了两个变量,mWorker和mFuture,并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象,mFuture是一个FutureTask对象,这两个变量会暂时保存在内存中,稍后才会用到它们。
接着如果想要启动某一个任务,就需要调用该任务的execute()方法,来看看execute()方法的源码:
publicfinalAsyncTaskexecute(Params...params){
returnexecuteOnExecutor(sDefaultExecutor,params);
}
代码很简单,只有一句,再进去看看:
publicfinalAsyncTaskexecuteOnExecutor(Executorexec,Params...params){
if(mStatus!=Status.PENDING){
switch(mStatus){
caseRUNNING:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"+"thetaskisalreadyrunning.");
caseFINISHED:
thrownewIllegalStateException("Cannotexecutetask:"+"thetaskhasalreadybeenexecuted"+"(ataskcanbeexecutedonlyonce)");
}
}
mStatus=Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams=params;
exec.execute(mFuture);
returnthis;
}
可以看到,onPreExecute()方法在此处调用。那么doInBackground()什么时候执行呢?别着急,往后看。在第13行调用了Executor的execute()方法,并将前面初始化的mFuture对象传了进去,那么这个Executor对象又是什么呢?往下追踪:
publicstaticvoidexecute(Runnablerunnable){
sDefaultExecutor.execute(runnable);
}
原来是传入了一个sDefaultExecutor变量,接着找一下这个sDefaultExecutor变量是在哪里定义的
publicstaticfinalExecutorSERIAL_EXECUTOR=newSerialExecutor();
privatestaticvolatileExecutorsDefaultExecutor=SERIAL_EXECUTOR;
可以看到,这里先new出了一个SERIAL_EXECUTOR常量,然后将sDefaultExecutor的值赋值为这个常量,也就是说明,刚才的sDefaultExecutor.execute(runnable)方法,其实也就是调用的SerialExecutor类中的execute()方法。那么我们自然要去看看SerialExecutor的源码了
privatestaticclassSerialExecutorimplementsExecutor{
finalArrayDequemTasks=newArrayDeque();
RunnablemActive;
publicsynchronizedvoidexecute(finalRunnabler){
mTasks.offer(newRunnable(){
publicvoidrun(){
try{
r.run();
}finally{
scheduleNext();
}
}
});
if(mActive==null){
scheduleNext();
}
}
protectedsynchronizedvoidscheduleNext(){
if((mActive=mTasks.poll())!=null){
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
可以看到,SerialExecutor是使用ArrayDeque这个队列来管理Runnable对象的,如果我们一次性启动了很多个任务,首先在第一次运行execute()方法的时候,会调用ArrayDeque的offer()方法将传入的Runnable对象添加到队列的尾部,然后判断mActive对象是不是等于null,第一次运行当然是等于null了,于是会调用scheduleNext()方法。在这个方法中会从队列的头部取值,并赋值给mActive对象,然后调用THREAD_POOL_EXECUTOR去执行取出的取出的Runnable对象。之后如何又有新的任务被执行,同样还会调用offer()方法将传入的Runnable添加到队列的尾部,但是再去给mActive对象做非空检查的时候就会发现mActive对象已经不再是null了,于是就不会再调用scheduleNext()方法。
那么后面添加的任务岂不是永远得不到处理了?当然不是,看一看offer()方法里传入的Runnable匿名类,这里使用了一个tryfinally代码块,并在finally中调用了scheduleNext()方法,保证无论发生什么情况,这个方法都会被调用。也就是说,每次当一个任务执行完毕后,下一个任务才会得到执行,SerialExecutor模仿的是单一线程池的效果,如果我们快速地启动了很多任务,同一时刻只会有一个线程正在执行,其余的均处于等待状态。
SerialExecutor类中也有一个execute()方法,这个方法里的所有逻辑都是在子线程中执行的,注意这个方法有一个Runnable参数,那么目前这个参数的值是什么呢?当然就是mFuture对象了,也就是说在第9行我们要调用的是FutureTask类的run()方法:
publicvoidrun(){
if(state!=NEW||!U.compareAndSwapObject(this,RUNNER,null,Thread.currentThread()))
return;
try{
Callablec=callable;
if(c!=null&&state==NEW){
Vresult;
booleanran;
try{
result=c.call();
ran=true;
}catch(Throwableex){
result=null;
ran=false;
setException(ex);
}
if(ran)
set(result);
}
}finally{
//runnermustbenon-nulluntilstateissettledto
//preventconcurrentcallstorun()
runner=null;
//statemustbere-readafternullingrunnertoprevent
//leakedinterrupts
ints=state;
if(s>=INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
可以看到,在第10行调用了callable的call()方法,那么这个callable对象是什么呢?其实就是在初始化mFuture对象时传入的mWorker对象了,此时调用的call()方法,也就是一开始在AsyncTask的构造函数中指定的,我们把它单独拿出来看一下,代码如下所示:
mWorker=newWorkerRunnable(){
publicResultcall()throwsException{
mTaskInvoked.swww.sm136.comet(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);//noinspectionunchecked
Resultresult=doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
returnpostResult(result);
}
};
终于找到了doInBackground()方法的调用处,虽然经过了很多周转,但目前的代码仍然是运行在子线程当中的,所以这也就是为什么我们可以在doInBackground()方法中去处理耗时的逻辑。接着将doInBackground()方法返回的结果传递给了postResult()方法,这个方法的源码如下所示:
privateResultpostResult(Resultresult){
@SuppressWarnings("unchecked")
Messagemessage=getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,newAsyncTaskResult(this,result));
message.sendToTarget();
returnresult;
}
这里使用getHandler()对象发出了一条消息,消息中携带了MESSAGE_POST_RESULT常量和一个表示任务执行结果的AsyncTaskResult对象。这个getHandler()对象是什么呢?来看一下:
privatestaticHandlergetHandler(){
synchronized(AsyncTask.class){
if(sHandler==null){
sHandler=newInternalHandler();
}
returnsHandler;
}
}
它是InternalHandler类的一个实例,那么稍后这条消息肯定会在InternalHandler的handleMessage()方法中被处理。InternalHandler的源码如下所示:
privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
publicInternalHanwww.shanxiwang.netdler(){
super(Looper.getMainLooper());
}
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResult>result=(AsyncTaskResult>)msg.obj;
switch(msg.what){
caseMESSAGE_POST_RESULT:
//Thereisonlyoneresult
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
caseMESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}
这里对消息的类型进行了判断,如果这是一条MESSAGE_POST_RESULT消息,就会去执行finish()方法,如果这是一条MESSAGE_POST_PROGRESS消息,就会去执行onProgressUpdate()方法。finish()方法的源码如下所示:
privatevoidfinish(Resultresult){
if(isCancelled()){
onCancelled(result);
}else{
onPostExecute(result);
}
mStatus=Status.FINISHED;
}
可以看到,如果当前任务被取消掉了,就会调用onCancelled()方法,如果没有被取消,则调用onPostExecute()方法,这样当前任务的执行就全部结束了。
我们注意到,在刚才InternalHandler的handleMessage()方法里,还有一种MESSAGE_POST_PROGRESS的消息类型,这种消息是用于当前进度的,调用的正是onProgressUpdate()方法,那么什么时候才会发出这样一条消息呢?相信你已经猜到了,查看publishProgress()方法的源码,如下所示:
protectedfinalvoidpublishProgress(Progress...values){
if(!isCancelled()){
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,newAsyncTaskResult |
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