AsyncTask源码分析

1.AsyncTask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);
                //noinspection unchecked
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };

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

在构造函数中含有初始化一个mWorker 和 mFuture 对象。

    private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
        Params[] mParams;
    }
public interface Callable<V> {

    V call() throws Exception;
}

其中mWorker对象是一个WorkerRunnbale,实现了Callable。Callable是一个抽象类,跟Runnable类似(有一个方法run(),没有返回值),有一个方法call(),具有返回值。
mFuture是一个FutureTask对象,其中FutureTask给人就是一个执行器的作用了。

构造好了AsyncTask就调用execute(),代码如下:

    @MainThread
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

其中sDefaultExecutor是AsyncTask中默认的静态的一个Executor,将任务串行执行。

    @MainThread
    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;
    }

判断AsyncTask异步任务的状态,当处于RUNNING和FINISHED时就报IllegalStateException非法状态异常。由此可以看见一个AsyncTask的execute方法只能被调运一次。
然后执行onPreExecute()方法,源码如下:

    @MainThread
    protected void onPreExecute() {
    }

onPreExecute()方法为空实现,可以在这里做一些准备工作。

接着exec.execute(mFuture)这个方法中exec是sDefaultExecutor。

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);
            }
        }
    }

SerialExecutor在AsyncTask中是以常量的形式被使用的,由于是静态的,所以在整个应用程序中的所有AsyncTask实例都会共用同一个SerialExecutor对象。
SerialExecutor是使用ArrayDeque这个队列来管理Runnable对象的。
由于SerialExecutor是静态唯一,并且方法execute()使用了synchronized 同步,本质是将当前的SerialExecutor对象同步。
如果我们一次性启动了很多个任务,

  • 第一个任务
    第一个任务运行execute()方法的时候会调用offer()方法将传入的Runnable对象添加到队列,然后判断mActive对象是不是等于null。第一次运行是mActive == null,然后调用scheduleNext()方法,在这个方法中会从队列取值,并赋值给mActive对象,然后调用THREAD_POOL_EXECUTOR去执行,由于是使用线程池进行操作,这个任务已经不是在主线程了,而是在其他线程进行的操作。

  • 其他任务
    如果不是第一次任务,由于SerialExecutor加了锁,所以我们这边必须等待第一个任务执行完毕,释放了SerialExecutor的锁。然后再按照第一个的任务的流程进行执行。按照这种方式,任务都是串行执行。

    在其他线程中执行r.run()中,调用mFuture的run(),源码如下:

    public void run() {
        if (state != NEW ||
            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            **Callable<V> c = callable;**
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    **result = c.call();
                    ran = true;**
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            // runner must be non-null until state is settled to
            // prevent concurrent calls to run()
            runner = null;
            // state must be re-read after nulling runner to prevent
            // leaked interrupts
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

里面有一个重要的变量callable,调用callable的call()方法,这个重要的变量是从哪里来的了?
再看看mFuture这个变量是如何创建的了:

        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {

        };

传入了一个mWorker对象,mWorker对象实现了Callable。
上面这个方法就是调用下面的FutureTask的构造函数:

    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        **this.callable = callable;**
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

然后调用了mWorker中的call方法:

            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                **Result result = doInBackground(mParams);**
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }

所以doInBackground在其他线程中执行,在这个doInBackground中执行耗时的操作,执行完毕通过postResult(result),使用handler的方式传回去结果。

private Result postResult(Result result) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    message.sendToTarget();
    return result;
}
    private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return sHandler;
        }
    }
    private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler() {
            super(Looper.getMainLooper());
        }

        @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;
            }
        }
    }

从上面可以看出这个handler是主线程的handler,说明结果是在主线程处理的。

在主线程根据MESSAGE_POST_RESULT中调用result.mTask.finish(),一下为对应的代码:

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

若任务没有取消,调用了onPostExecute。如果取消,就调用onCancelled。最后在这里可以更新获得结果后的界面(在UI线程更新主界面)。

另一部分知识 publishProgress,更新界面策略。发现publishProgress()也是通过handler的方式传MESSAGE_POST_PROGRESS到主界面进行界面更新。

    protected final void publishProgress(Progress... values) {
        if (!isCancelled()) {
            getHandler().obtainMessage(**MESSAGE_POST_PROGRESS**,
                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
        }
    }
    private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler() {
            super(Looper.getMainLooper());
        }

        @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;
            }
        }
    }

最后贴一下AsyncTask中使用到线程池的参数:

    //核心线程数CORE_POOL_SIZE 
    private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
    //最大线程数MAXIMUM_POOL_SIZE
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
    //线程空闲的时候存活时间KEEP_ALIVE_SECONDS
    private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;

    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

        public Thread newThread(Runnable r) {
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
        }
    };

    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

    /**
     * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
     */
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

    static {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
                sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
        threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
        THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
    }

线程池的普遍策略:
核心线程数 ——–> core
等待队列任务数——–> wait
最大线程数———> max
任务———–>n
当任务n <= core,那么线程数为n。

当任务n > core && n <= core + wait,
那么线程数为core, 然后(n-core)个任务就会在等待队列中进行等待。

当任务n > core + wait, 并且任务n <= max+wait,
那么线程数为(n-wait),wait个任务就会在等待队列中进行(等待队列是满的)。
策略就是先创建core个线程,然后再排满等待队列wait,最后再开一部分线程(但是处理任务的时候比等待队列先处理了,相当于增加了临时工来处理工作,而等待队列中的活仅仅是计划)满足剩下的任务。

当任务n > max + wait, 抛出对应的reject策略。

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