AndroidAsyncTask工作原理
AsyncTask能够适当简单的使用在UI线程，在没有任务线程和handler的情况下，这个类也允许执行后台操作并将结果显示在UI线程上。
AsyncTask的引入，我们在执行完耗时的后台任务后可以很方便的更新UI元素。相信大多数同学对AsyncTask的用法都已经很熟悉，那这里不在叙述他的基本用法了。
AsyncTask的实现原理是封装线程池和消息机制，我已经在自己的博客写过了线程池和消息机制的。感兴趣的同学可以去阅读下。
那么直接进入AsyncTask的源码分析，一起从源码的角度彻底理解。
先从AsyncTask的构造方法看起
/
Createsanewasynchronoustask.ThisconstructormustbeinvokedontheUIthread.
/
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);
}
}
};
}
从方法的注释我们知道，创建一个异步任务，这个构造方法必须要在UI线程中调用。
AsyncTask的构造方法中，首先创建了一个WorkerRunnable对象并赋值给mWorker，那么这个WorkerRunnable是什么呢？
privatestaticabstractclassWorkerRunnableimplementsCallable{
Params[]mParams;
}
从上面的代码中可知道WorkerRunnable其实就是Callable。接着又创建了一个FutureTask对象，并将mWorker传进。AsyncTask的构造方法只是做了初始化的工作。
关于Callable和FutureTask我已经在线程池系列的博客中介绍过了。简单说就是FutureTask是Runnable的实现类，其中封装了Callable，当FutureTask的run方法被调用时，内部实际调用的是Callable的call方法。那么我们等下就寻找FutureTask的run方法在哪里被调用了，doInBackground方法也就是在那里开始被调用的。
那么接下来就是跟踪AsyncTask的execute方法了，源码如下：
publicfinalAsyncTaskexecute(Params...params){
returnexecuteOnExecutor(sDefaultExecutor,params);
}
内部调用了executeOnExecutor方法，这个方法顾名思义就是在线程池中执行，传入sDefaultExecutor和在参数params。
那么sDefaultExecutor又是什么呢？先不管。
我觉的刚开始分析execute方法不要一直在研究从四面八方出现的变量。因为让我们感到莫名其妙出现的变量实在太多了，我们一直去跟踪思路很容易会散了。稍后会分析sDefaultExecutor。
那么继续跟进executeOnExecutor方法看看：
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;
}
关于Status是一个枚举类型，他有三种状态：PENDING，RUNNING，FINISHED，分别标明了当前AsyncTask的状态。当然初始化的时候是PENDING准备就绪状态，从
privatevolatileStatusmStatus=Status.PENDING;
这行代码也可以看出。那么继续往下看这个executeOnExecutor方法，之后会将Status的状态设置为RUNNING正在运行状态。AsyncTask如果在RUNNING，FINISHED状态执行executeOnExecutor方法就会抛出异常了，也表明一个AsyncTask实例只能执行一次任务。接着就会回调onPreExecute方法，所以我们可以重写onPreExecute这个方法做一些准备工作。
好，重头戏要开始了。
exec.execute(mFuture);
exec调用了execute方法并将mFuture（FutureTask对象）传入，之前我们已经在构造方法中初始化了FutureTask对象并赋值给mFuture。不过还需要知道exec，回到最初，我们是在AsyncTask的execute方法里，将sDefaultExecutor传了进来executeOnExecutor方法，所以exec就是sDefaultExecutor。
那么就需要知道sDefaultExecutor的execute方法里的内部实现是怎么样的，才能解开我们心中的疑惑了。
现在才是搞明白sDefaultExecutor是什么的正确时机，那我们就先来瞧瞧sDefaultExecutor是什么先？
/
An{@linkExecutor}thatexecutestasksoneatatimeinserial
order.Thisserializationisglobaltoaparticularprocess.
/
publicstaticfinalExecutorSERIAL_EXECUTOR=newSerialExecutor();
privatestaticvolatileExecutorsDefaultExecutor=SERIAL_EXECUTOR;
由此可知道，sDefaultExecutor是SerialExecutor的实例，从名字可以看出SerialExecutor是一个串行执行任务的线程池。我在Android中的线程池（二）那篇博客中也详细讲了各种线程池。
那就来看看SerialExecutor的源码：
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);
}
}
}
SerialExecutor确实是一个线程池，很重要。这段代码也是我觉得最不好理解的。里面实现了Executor接口的execute方法。
SerialExecutor的execute方法内部，首先向ArrayDeque队列中提交一个Runnable对象，在其run方法里调用r的run方法，r就是mFuture。
publicvoidrun(){
try{
r.run();//等价于mFuture.run()
}finally{
scheduleNext();
}
}
有点绕，但容易理解的。其实就是这个run方法运行时，就调用FutureTask的run方法嘛。
当第一次执行execute方法，mActive一定是为空的，那么就会通过if(mActive==null)的判断调用到scheduleNext方法。
可以看到scheduleNext这个方法从队列的头部取出一个元素并赋值给mActive，如果mActive不为空，即队列里有任务。就调用THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法将mActive传进去执行任务。mActive经过第一次赋值之后就不为空了。之后就会进入finally块。也就是说scheduleNext还是会被调用。这样后续的任务又得到了处理。
总结一下：可以这样理解，假设我有10个AsyncTask任务，全部进入队列，肯定会有其中一个AsyncTask任务是第一个执行的吧，当第一个AsyncTask任务执行完毕，就会进入finally块，调用scheduleNext方法继续取出队列中的任务，这样下一个任务又得到了处理。
只有当一个任务执行完毕了，下一个任务才会执行。所以为什么说这种线程池是串行执行任务。
AsyncTask有两个线程池的，SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR。前者负责任务的排队，后者用于任务的执行。THREAD_POOL_EXECUTOR的配置如下：
/
An{@linkExecutor}thatcanbeusedtoexecutetasksinparallel.
/
publicstaticfinalExecutorTHREAD_POOL_EXECUTOR
=newThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue,sThreadFactory);
这些核心线程数，最大线程数，任务队列等参数如下：
privatestaticfinalintCPU_COUNT=Runtime.getRuntime().availableProcessors();
privatestaticfinalintCORE_POOL_SIZE=CPU_COUNT+1;
privatestaticfinalintMAXIMUM_POOL_SIZE=CPU_COUNT2+1;
privatestaticfinalintKEEP_ALIVE=1;
privatestaticfinalBlockingQueuesPoolWorkQueue=
newLinkedBlockingQueue(128);
那我们跟进THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法，看看是怎样执行任务的。
publicvoidexecute(Runnablecommand){
if(command==null)
thrownewNullPointerException();
intc=ctl.get();
if(workerCountOf(c)
if(addWorker(command,true))
return;
c=ctl.get();
}
if(isRunning(c)&&workQueue.offer(command)){
intrecheck=ctl.get();
if(!isRunning(recheck)&&remove(command))
reject(command);
elseif(workerCountOf(recheck)==0)
addWorker(null,false);
}
elseif(!addWorker(command,false))
reject(command);
}
这里的流程，我也在之前的博客分析过了，不过这里为了更好阅读，我还是在分析一遍吧。这个execute方法里的逻辑不简单，所以我们要结合AsyncTask使用到的线程池的参数配置，抓主要信息阅读。
那主要是将mFuture加入将要执行的队列中，我们只需要跟进addWorker方法即可。
privatebooleanaddWorker(RunnablefirstTask,booleancore){
retry:
//代码省略
Workerw=null;
try{
w=newWorker(firstTask);
finalThreadt=w.thread;
if(t!=null){
//代码省略
workers.add(w);
ints=workers.size();
if(s>largestPoolSize)
largestPoolSize=s;
workerAdded=true;
}
}finally{
mainLock.unlock();
}
if(workerAdded){
t.start();
workerStarted=true;
}
}
}finally{
if(!workerStarted)
addWorkerFailed(w);
}
returnworkerStarted;
}
创建一个Worker对象并对传进的FutureTask进行包装，从Worker对象中取出线程并赋值给t，然后将Worker对象添加进工作线程队列等待执行，最后线程t调用start方法。即调用Worker里的run方法，在Worker里的run方法里又调用了runWorker方法，如下：
finalvoidrunWorker(Workerw){
Threadwt=Thread.currentThread();
Runnabletask=w.firstTask;
w.firstTask=null;
w.unlock();//allowinterrupts
booleancompletedAbruptly=true;
try{
//代码省略
try{
task.run();
}catch(RuntimeExceptionx){
thrown=x;throwx;
}
//代码省略
}finally{
processWorkerExit(w,completedAbruptly);
}
}
取出刚才在Worker对象中封装的FutureTask对象，并赋值给task，最后task调用run方法。这样mFuture的run方法就得到了调用。
在FutureTask对象run方法里会调用Callable的call方法，FutureTask对象run方法如下：
publicvoidrun(){
//代码省略
try{
Callablec=callable;
if(c!=null&&state==NEW){
Vresult;
booleanran;
try{
result=c.call();
ran=true;
}
//代码省略
}
这个Callable也就是我们最初在AsyncTask构造方法中创建的WorkerRunnable对象mWorker。现在我们可以看到mWorker的call方法了
publicResultcall()throwsException{
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspectionunwww.shanxiwang.netchecked
Resultresult=doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
returnpostResult(result);
}
饶了地球一圈，终于执行到了doInBackground方法了。这里也可以证实，onPreExecute方法是第一个被调用的，而第二个回调的是doInBackground方法。
那继续前进吧，将doInBackground返回的结果传进了postResult方法，postResult方法源码如下：
privateResultpostResult(Resultresult){
@SuppressWarnings("unchecked")
Messagemessage=getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
newAsyncTaskResult(this,result));
message.sendToTarget();
returnresult;
}
终于看到消息机制了，getHandler方法获取到InternalHandler对象，并将MESSAGE_POST_RESULT字段和一个包装了result的AsyncTaskResult对象发送给handleMessage方法接收。
privatestaticclassAsyncTaskResult{
finalAsyncTaskmTask;
finalData[]mData;
AsyncTaskResult(AsyncTasktask,Data...data){
mTask=task;
mData=data;
}
}
AsyncTaskResult是一个用于封装AsyncTask实例和结果集的内部类。
那么我们现在直接到handleMessage方法一看究竟。
privatestaticclassInternalHandlerextendsHandler{
publicInternalHandler(){
super(Looper.getMainLooper());
}
@SuppressWarnings({"unchecked","RawUseOfParameterizedType"})
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg){
AsyncTaskResultresult=(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;
}
}
}
在InternalHandler的构造方法中，获取到UI线程的Looper对象，这就是为什么AsyncTask要在主线程创建，因为我要关联主线程的Looper，消息队列。
刚才发的消息是MESSAGE_POST_RESULT，那我们看到这个分支即可，这里调用了AsyncTask的finish方法并传进result。
privatevoidfinish(Resultresult){
if(isCancelled()){
onCancelled(result);
}else{
onPostExecute(result);
}
mStatus=Status.FINISHED;
}
在一路顺畅不抛异常的正常情况下，AsyncTask没有被取消，会将result传入onPostExecute方法，执行完onPostExecute后，整个AsyncTask的生命周期也就结束了。
还有一个知识点没讲到的是，在doInBackground方法中调用publishProgress方法，可以在onProgressUpdate方法中更新UI，比如更新进度条的进度。
protectedfinalvoidpublishProgress(Progress...values){
if(!isCancelled()){
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
newAsyncTaskResult |
|
