异步、非阻塞式 Android 启动任务调度库

1、背景

节前面试的时候被问到 Android 启动任务依赖怎么做调度。当时随口给了一个方案，后来想想觉得有意思就自己花了一天的时间写了一个。这个库已经开源到 Github 上面：

https://github.com/Shouheng88/AndroidStartup

在写这个库之前只是看了下 Jetpack 的 Startup. 毕竟，如果这个库已经非常完善了，那么我就没必要自己再搞一个了。截止目前，在我看来，这个库最大的缺点是，这个库所有的任务都在主线程中触发并执行，而我们为了优化启动的性能通常会将任务放到异步线程中执行。所以，Jetpack 的库充其量只能解决你的任务的依赖关系。

如果要支持异步任务执行，首先要解决的是如何保证任务的先后顺序。最初我也想到了使用并发包里的闭锁的方案，但是这种方案有个问题。即，闭锁执行的时候使用 CAS 以阻塞的方式进行等待，这样会白白浪费线程资源。如果因此占用了 CPU，将会影响到我们其他线程的执行。所以，在我的库中，我使用了非阻塞的事件通知机制。这样在某个任务结束之后会通知所有依赖于它的任务。当一个任务的所有依赖都执行完毕，再执行自己的任务。当然，对于不同参数的线程池，异步任务执行的表现也是不一样的，所以，我也提供了方法用来自定义线程池。

此外，我在开发这个库的时候还用到了注解处理器。你可以通过注解声明自己的任务，然后编译期间会自动发现并拼接你的任务。相对于其他的框架，又多了一个初始化的选择。

2、结构

在开发的时候我将任务调度和启动工具分成了两个独立的模块，这样任务调度工具也可以单独拿出来使用。后来，增加了注解驱动相关的逻辑，就又增加了两个模块。所以，现在各模块及功能如下：

scheduler:           任务调度工具
startup:             启动工具，任务调度工具包装
startup-annotation:  注解定义
startup-compiler:    注解编译器

3、调度器

先来看任务调度器的工作原理。

3.1 任务封装

首先是任务的定义。在我的项目中我使用 ISchedulerJob 定义任务。

interface ISchedulerJob {
   
   

    fun threadMode(): ThreadMode

    fun dependencies(): List<Class<out ISchedulerJob>>

    fun run(context: Context)
}

它定义了三个方法，分别是：

• threadMode() 用来指定执行任务的线程
• dependencies() 用来指定当前任务依赖的任务
• run() 你的初始化的任务执行的方法

其次，真实的任务分发的逻辑是通过 Dispatcher 来完成的。根据任务之间的依赖关系，我们可以构建成一拓扑结构。执行任务的时候先执行的任务就是这个拓扑结构的根结点。放在这里就是 dependencies() 方法为空的结点。所以，这里，我们首先要监测拓扑结构是否存在环。然后，只需要找到根结点并从根结点执行任务即可。

3.2 环检测

对于环监测，如果不考虑空间复杂度，我们可以使用 Set 来发现循环依赖：

private fun checkDependencies() {
   
   
    val checking = mutableSetOf<Class<out ISchedulerJob>>()
    val checked = mutableSetOf<Class<out ISchedulerJob>>()
    val schedulerMap = mutableMapOf<Class<ISchedulerJob>, ISchedulerJob>()
    schedulerJobs.forEach {
   
    schedulerMap[it.javaClass] = it }
    schedulerJobs.forEach {
   
    schedulerJob ->
        checkDependenciesReal(schedulerJob, schedulerMap, checking, checked)
    }
}

private fun checkDependenciesReal(
    schedulerJob: ISchedulerJob,
    map: Map<Class