Android并发编程之全方位解析AsyncTask
2015-12-01 20:17
731 查看
前言
这篇文章我不会直接去分析源码，因为有太多分析AsyncTask的源码的文章了，我再去分析一遍源码也没有意义，因此这篇文章我会根据问答的形式，提出问题，然后再到源码中寻找答案，这样可以将AsyncTask理解的更加透彻。AsyncTask是串行执行还是并行执行？
首先先来看一个例子，然后再通过源代码来解释为什么是这样
[code]public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView tv_task1;
private TextView tv_task2;
private TextView tv_task3;
private TextView tv_task4;
private TextView tv_task5;
private List<TextView> mTextViews;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv_task1 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task1);
tv_task2 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task2);
tv_task3 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task3);
tv_task4 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task4);
tv_task5 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task5);
mTextViews = new ArrayList<TextView>();
mTextViews.add(tv_task1);
mTextViews.add(tv_task2);
mTextViews.add(tv_task3);
mTextViews.add(tv_task4);
mTextViews.add(tv_task5);
new MyAsyncTask(this,0).execute();
new MyAsyncTask(this,1).execute();
new MyAsyncTask(this,2).execute();
new MyAsyncTask(this,3).execute();
new MyAsyncTask(this,4).execute();
}
private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Void,Void>{
private WeakReference<Activity> activityRef;
private MainActivity mActivity;
private int id;
public MyAsyncTask(Activity activity , int id){
activityRef = new WeakReference<Activity>(activity);
mActivity = (MainActivity) activityRef.get();
this.id = id;
}
@Override
protected void onPreExecute() {
mActivity.mTextViews.get(id).setText("task"+id+"正在执行...");
}
@Override
protected Void doInBackground(Void... params) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
@Override
protected void onPostExecute(Void aVoid) {
mActivity.mTextViews.get(id).setText("task"+id+"执行完毕"+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
}
}
}我们发现，我们通过execute来启动AsyncTask的话，他是串行执行的。我们先不解释原因，我们再来看看下面这种情况
[code]new MyAsyncTask(this,0).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
new MyAsyncTask(this,1).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
new MyAsyncTask(this,2).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
new MyAsyncTask(this,3).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
new MyAsyncTask(this,4).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);我们改为用executeOnExecutor（AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR）来执行的话，就变成两个两个并行执行了。所以说，AsyncTask即可以串行执行，又可以并行执行，关键是看你怎么启动他，那么我们就来看一看源码，看看这其中的奥秘。
[code]public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}我们调用execute启动AsyncTask后，这里面会间接调用executeOnExecutor方法，只不过是里面传的参数不一样而已，因此我们可以得出结论，不管怎样启动一个AsyncTask，最终都会调用executeOnExecutor方法来启动AsyncTask，只不过传入的参数一个是sDefaultExecutor,另一个是THREAD_POOL_EXECUTOR,那么其中的差别肯定是这两个参数的原因咯，我们先来分析一下THREAD_POOL_EXECUTOR是什么
[code]public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);我们发现THREAD_POOL_EXECUTOR就是一个线程池，如果对线程池不了解的可以看一下这篇文章Android性能优化之使用线程池处理异步任务，我们来看一下这几个参数是什么：
CORE_POOL_SIZE是核心线程数量，他定义的是当前设备的处理器个数+1
[code]private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;MAXIMUM_POOL_SIZE是最大线程数量，他定义的是当前设备的处理器个数*2+1
[code]private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
KEEP_ALIVE是1，单位是TimeUnit.SECONDS，因此非核心线程的保活时间为1s
[code]private static final int KEEP_ALIVE = 1;
sPoolWorkQueue是任务队列，它定义的是一个长度为128的阻塞队列，也就是说这个线程池的任务队列中可以同时有128个任务等待执行
[code]private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);sThreadFactory是线程工厂，主要是用来new线程的
[code]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());
}
};我们现在来看executeOnExecutor方法，如果我们传入的是THREAD_POOL_EXECUTOR线程池，那么在exec.execute方法中调用的就是THREAD_POOL_EXECUTOR的execute方法，因此任务就会在这个线程池中运行，由于我用的模拟器是1核CPU，因此同时会有2个任务并行执行。
[code]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;
}我们再来看看sDefaultExecutor是什么
[code]private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
看名字就知道了，他肯定是一个串行的线程池
[code]public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
我们来看看SerialExecutor是怎么设计的
[code]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);
}
}
}我们看到它里面维持了一个双端队列，这个双端队列在作为栈和队列使用时他的效率是很高的，所以这里使用双端队列来作为队列使用，我们看到他模拟了一个排队的过程，当有任务到来时，就把任务入队，然后在scheduleNext中出队一个任务，然后放到THREAD_POOL_EXECUTOR里去执行，虽然是放到THREAD_POOL_EXECUTOR去执行了，可是一次只放一个任务啊，因此还是串行执行的，所以这个SerialExecutor的作用就是将任务排好队，一个一个放入线程池中去执行，所以我们直接调用execute开启一个AsyncTask的时候，任务是串行执行的。
为什么AsyncTask不适合执行长时间耗时操作？
首先我们只说AsyncTask不适合执行长时间耗时操作，并没说他不能执行长时间耗时操作，通过上面的分析，我们知道AsyncTask是通过线程池来执行任务的，因此他是有能力执行长时间耗时操作的，但是我们为什么说他不适合执行呢？我们要明白AsyncTask只是封装了Handler和Thread的一个工具类，他的目的就是让我们去工作线程拿到数据，然后通过handler切到主线程来更新UI，既然是更新UI，那肯定是越快越好啦，总不能让用户在一个页面等3分钟来等你刷新UI吧，那用户可能早就把页面关了。
如果我们使用execute（）来启动一个AsyncTask的话，那么他默认是串行执行的，AsyncTask1需要执行10秒钟，AsyncTask2就需要等10秒钟，等AsyncTask1执行完了再执行，AsyncTask2再执行10秒钟，那么这个页面所有UI显示完毕需要20秒钟。如果其他的页面还有20个AsyncTask还没有执行完呢，那么本页面的AsyncTask1还要等前面20个AsyncTask执行完他再去执行，这肯定更不能接受了。因此AsyncTask不适合执行长时间的耗时任务。当然我们可以适当的使他们并发执行，但这也要在理解了并发编程与AsyncTask原理后才可以正确使用，所以这并不能否认AsyncTask不适合执行长时间耗时操作。
AsyncTask一定要在UI线程执行吗？
注意：我所分析的源代码是API 23中的AsyncTask源代码，其实这里主要是告诉大家一个分析过程，google为什么要让我们在UI线程中创建并且启动一个AsyncTask。通过源代码我们可以找到本标题的答案，大家可以通过以下步骤查看一下自己的源代码我们先来看一个例子，这个例子中我们在一个工作线程中去创建并且启动一个AsyncTask，并且在onPreExecute和onPostExecute方法中给TextView赋值
[code]public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView tv_task1;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv_task1 = (TextView) findViewById(R.id.tv_task1);
new Thread(){
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
MyAsyncTask task1 = new MyAsyncTask(MainActivity.this);
task1.execute();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Void,Void>{
private WeakReference<Activity> activityRef;
private MainActivity mActivity;
public MyAsyncTask(Activity activity){
activityRef = new WeakReference<Activity>(activity);
mActivity = (MainActivity) activityRef.get();
}
@Override
protected void onPreExecute() {
mActivity.tv_task1.setText("task1正在执行");
}
@Override
protected Void doInBackground(Void... params) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
@Override
protected void onPostExecute(Void aVoid) {
mActivity.tv_task1.setText("task1执行完毕");
}
}
}运行一下看看有什么问题
我们看到是在onPreExecute中崩的，说明onPreExecute是运行在工作线程了，而工作线程是不能更新UI的，所以抛出了异常，那么现在我们把onPreExecute注释掉，其他的地方不变，我们再运行一下，看看会出现什么结果
我们发现正常运行了，也就是说如果我们在工作线程中创建并且执行一个AsyncTask的话，onPreExecute是运行在工作线程的。因此我们可以得出一个结论：在工作线程中可以创建并且启动一个AsyncTask，并且onPreExecute是执行在工作线程的，onPostExecute是执行在UI线程的，通过查看源码，onProgressUpdate也是运行在主线程的，下面我们会分析源码。
我们一般都会在onPreExecute中显示一个dialog显示正在加载中,那如果我们在工作线程中创建并且启动一个AsyncTask的话，我们就无法显示这个dialog了。
下面我们来看一下AsyncTask中InternalHandler的源码，我们就可以很清楚的明白上面的结论了
[code]private static class InternalHandler extends Handler {
//关键在这里，当我们创建Handler的时候，这里默认绑定了
//主线程的Looper，因此这个Handler发送的消息会发送到
//主线程中
public InternalHandler() {
super(Looper.getMainLooper());
}
@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
//我们知道Handler关联了主线程的Looper，那么他发送的消息会
//发送到主线程的MessageQueue中，因此这个handleMessage
//也是运行在主线程的
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
switch (msg.what) {
//发送result到onPostExecute
case MESSAGE_POST_RESULT:
// There is only one result
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
//调用onProgressUpdate并且传递过去进度值
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}因此我们发现onPostExecute和onProgressUpdate不管AsyncTask在哪里创建和启动，他们两个都会运行在UI线程中。
我们再来看一下onPreExecute方法
[code] 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;
//在这里调用onPreExecute
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}当我们调用execute（）后，execute（）又会调用executeOnExecutor（），在executeOnExecutor中会调用onPreExecute方法，因此我们在哪个线程调用execute（），onPreExecute就会运行在哪个线程。
这下大家应该都明白了，通过源码我们已经证实了上面的结论
为什么同一个AsyncTask任务只能执行一次？
通过源码我们看到，AsyncTask为我们做出了如下的限制[code] public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
//如果当前状态不是待执行状态
if (mStatus != Status.PENDING) {
switch (mStatus) {
case RUNNING://如果是正在执行的状态
throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
+ " the task is already running.");
case FINISHED://如果是已执行完的状态
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;
}如果一个任务是正在执行状态或者已经执行完的状态，再次调用execute（）的话就会抛出异常，但是AsyncTask为什么要给我们做出这种限制呢？
AsyncTask如果用execute()方法直接来执行，默认是串行执行的，是一个任务执行完再执行下一个任务，这样倒是不会出现线程安全问题，但是我们考虑一下，如果我们执行完一个任务，里面的一些数据已经改变，当我们再次执行一遍这个任务，那么里面的数据肯定不是我们所期望的结果，因此我们还要再做个类似reset的操作，然而这并没有什么意义，如果真是这样，我们直接再new一个出来去执行不就完了么。
AsyncTask可以使用executeOnExecutor（）执行，里面传入AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR 就可以实现并发执行的效果了，这个我们前面已经详细说过了，所以为了模拟一个可以重复执行的AsyncTask，我们就开启一个线程池来执行一个任务，我们将这个任务执行3次，线程池会把这个任务分配给3个线程来并发执行此任务，这3个线程操作的是一个共享变量，我们看看会出现什么问题。
[code]public class MainActivity extends Activity {
private ExecutorService es;
private MyRunnable mWorker;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//创建一个线程池
es = Executors.newFixedThreadPool(10);
//创建一个任务
mWorker = new MyRunnable();
//执行3次这个任务，线程池会将这3个任务分配给3个线程来并发执行，而我们操作的是一个共享变量
es.execute(mWorker);
es.execute(mWorker);
es.execute(mWorker);
}
public class MyRunnable implements Runnable{
private int num;
@Override
public void run() {
for(int i=1 ; i<101 ; i++){
try {
//每执行一次计算后就睡2毫秒，让效果明显
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
num++;
}
Log.i("zhangqi", Thread.currentThread().getName()+"执行num="+num);
}
}
}
我们看到这里出现了问题，正确的结果应为num=300，这里出现了线程并发的问题，出现此问题的原因可以参考我另一篇文章 Android并发编程之图文解析volatile关键字
综合以上两点，如果AsyncTask不帮我们做出这样的限制，那么很多不理解并发编程的开发者会在编程中出现各种各样的错误，因此AsyncTask被设计为同一个对象只能执行一次
如何取消AsyncTask？
[code] /**
* 取消异步任务
* @param view
*/
public void cancelAllTask(View view){
for(AsyncTask task : mTasks){
if (!task.isCancelled()){
task.cancel(true);
}
}
}我们可以通过isCanceled来判断当前任务是否被取消，如果没有被取消的话则调用cancel（true）方法立即停止当前的任务。当一个任务被取消后，他就不会执行到onPostExecute方法了，取而代之的是onCancelled方法，因此我们在onCancelled方法中更新了TextView的内容
[code]@Override
protected void onCancelled() {
mActivity.mTextViews.get(id).setText("task" + id + "被取消于" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
}接下来我们看看源码，看看我们调用了cancel后，他都做了些什么工作：
[code]public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}我们调用了cancel后，其实间接调用了mFuture的cancel方法，mFuture是什么呢？它其实是FutureTask，是在AsyncTask的构造方法中创建出来的，如果大家不理解FutureTask的话，可以看一下这篇文章Android并发编程之白话文详解Future,FutureTask和Callable
[code]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);
}
}
};
}当我们调用FutureTask的cancel方法后，他会抛出CancellationException异常，我们捕获到CancellationException异常后，会调用postResultIfNotInvoked(null)方法来使用Handler发送消息到onCancelled中，然后就会调用onCancelled方法而非onPostExecute方法了。
内容来自用户分享和网络整理，不保证内容的准确性，如有侵权内容，可联系管理员处理 
相关文章推荐
- Xamarin.Android 实现虾米音乐搜索下载
- android框架搭建——封装一个属于自己的数据存储工具类（SQLite篇）
- android---Scroll实现滑动效果
- Android 4.4 U盘挂载
- android117 下拉列表
- Android Touch事件之二：dispatchTouchEvent()和onTouchEvent()篇
- Android ClickableRoundedBackground Span实现（初版）
- Android 实用功能收藏
- 面向企业应用的Android开发从入门到精通
- android socket简单编程（java在PC本地创建服务器）
- 【Android Studio】制作启动画面Splash Screen
- android欢迎界面并执行任务
- Android之Fragment(二)
- Android知识总结：Universal-Imageloader学习笔记2 主业务流程源码分析
- 关于Android中RSA数字签名的理解及使用
- Android:代码修改layout_marginBottom的属性
- Android ListView分页加载（服务端+android端）De
- 光标 与 输入法 之 android:imeOptions属性
- Android 虚线分割线
- 解决一些android studio 中的编码问题