AsyncTask源码解析

作为异步消息机制，AsyncTask可替代Thread+Handler,以更新UI线程，

先上一个例子，感受一下AsyncTask

AsyncTask是抽象类，因此首先需要继承它，并实现它为实现的方法。在继承时，需要三个泛型参数，

params :执行任务时，传入的参数，在后台执行。

Progress:任务执行过程中，需要显示当前进度的单位类型

Result：执行完毕后，返回结果的类型

class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {

@Override
protected void onPreExecute() {
progressDialog.show();
}

@Override
protected Boolean doInBackground(Void... params) {
try {
while (true) {
int downloadPercent = doDownload();
publishProgress(downloadPercent);
if (downloadPercent >= 100) {
break;
}
}
} catch (Exception e) {
return false;
}
return true;
}

@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
progressDialog.setMessage("当前下载进度：" + values[0] + "%");
}

@Override
protected void onPostExecute(Boolean result) {
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();
}
}
}

接着运行任务：只需要一句

new DownloadTask().execute();

介绍一下重载的方法：

onPreExecute():

方法执行前的一些动作，在后台线程开启之前工作，这里还是UI线程，可以更新UI。

doInBackground():

在后台运行的方法，处理一些耗时操作，任务一旦完成就返回执行结果，当然如果第三个参数Result设为Void的话，就会不返回执行结果。切记：这里执行的是在后台线程里运行的代码，因此不要在这里更新UI，如果想更新UI，可以在这里调用publishProgerss(Progress...),这样就可以更新UI了，（现在先说一个大概的原因：publishUpdate(Progress..
)执行之后，会自动调用onProgressUpdate(Progress...),这一实现是通过Handler解决的，稍后，我会从代码角度细细解释）。

onProgressUpdate(Progress...):

在执行过程中，publishUpdate(Progress.. )执行之后，会自动调用onProgressUpdate(Progress...),onProgressUpdate方法中的参数，是后台线程传递过来的数据，以更新UI。

onPostExecute(Result):

任务完成之后，进行的操作。当后台线程执行完毕后，返回的结果就是这里的Result参数,然后自动调用该方法（也是通过Handler消息机制完成，后面会细细解释），以更新UI线程。

好了，下面进入正题，解析AsyncTask源码(我这里是API17)

构造函数：

public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {//初始化WorkRunnable对象(其实就是Callable对象)
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);

Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};

mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {//初始化FutureTask对象，并将mWorker(即Callabale对象）当做参数传入

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

WorkRunnable类其实是实现了Callable接口

FutureTask类实现了RunnableFuture接口，从名字上看来，与Runnable,Future有关，其实RunnableFuture 就是继承了Runnable和Future接口，说白了，就是FutureTask既有Future特性，又有Runnable特性，（Future）

为了下面的分析更明朗，我需要花一些时间解释一下Future,FutureTask

Future:

就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。说白了就是对传统的Runnable，Callable进行增强，增强他们的控制能力。

public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false，即如果取消已经完成的任务会返回false；如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。
isCancelled方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。
isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true；
get()方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回；
get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。

　　也就是说Future提供了三种功能：

　　1）判断任务是否完成；

　　2）能够中断任务；

　　3）能够获取任务执行结果。

　　因为Future只是一个接口，所以是无法直接用来创建对象使用的，因此就有了下面的FutureTask。

前面已经提到FutureTask实现了Future,既然Future是对Runnable,Callable控制能力的增强，那么FutureTask里面必有Runnable和Callable的身影。果不其然，FutureTask的构造方法：

public FutureTask(Callable<V> callable) {}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {}

好了知识补充先到这里，还有一些后面用到再说。

回到AsyncTask:

既然任务运行只需要执行AsyncTask的实现类.execute(),那么就从这里入手，看看到底任务到底是怎么运行的。

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

execute()调用了executeOnExcutor(sDefaultExecutor ,params),那么sDefaultExecutor是什么呢？追根溯源是SerialExecutor对象

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

看看executeOnExcutor(sDefaultExecutor ,params)里面的代码：

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;
}

上面的代码先进行任务所处状态的判断，以保证该任务只能运行一次，否则就会报异常，判断后，至当前任务状态为RUNNING,于是开始了执行任务，正如前面介绍，先执行了onPreExecutor(),然后将执行任务所需要的Params传递给了前面AsyncTask构造函数里已经实例化的mWorker对象（即Callable对象），然后又执行了exec.executor(mFuture);这里的mFuture也是前面AsyncTask构造函数里实例化的FutureTask对象。那么exec是谁的对象引用呢？其实就是传递进来的sDefaultExecutor参数，就是SerialExecutor
对象，因此这里实际上是执行SerialFuture里面的executor（mFuture），下面来看看：

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();
}
}

里面又运行了r.run(),这里的r就是mFuture，即FutureTask对象，也就是说实际执行了FutureTask里面的run(),下面再看看FutureTask里面的run()：

public void run() {
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
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);
}
}

其他的代码不需要管，只需看result=c.call()这一句，c就是传入的mWorker（Callable对象），也就是调用了mWorker的call()，跟踪了半天，原来真正执行的后台线程在这里，就是mWorker的call()里。再次贴出call()里面执行的内容，如下：

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {//初始化WorkRunnable对象(其实就是Callable对象)
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);

Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};

我们看到，此时，执行了doInBackground(mParams),并返回了结果。下面看看postResult（Result）到底干了什么，

private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}

也就是封装了一下任务的返回结果，封装进了Message里。message.what=MESSAGE_POST_RESULT,

message.object=new AsyncTaskResult<Result>(this,result).

AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}

这里终于出现了我们熟悉的Handler对象，sHandler,看看它在哪里实例化的

private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();

InternalHandler类的实现：呵呵，Handler处理消息的函数handleMessage(Message msg)出现了，如下：

private static class InternalHandler extends Handler {
@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;
}
}
}

前面提到postResult（Result）会发送一个MESSAGE_POST_RESULT消息，从handleMessage方法来看，会执行finish(result.mData[0]),

（一旦进入handleMessage方法就代表着又回到了UI线程，）

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

如果不取消任务的话，会执行onPostExecute(result).由于又回到了UI线程，所以我们说onPostExecute(result)是在UI线程里运行，可更新UI.

那么何时执行onProgressUpdate(result.data)方法呢？

前面我们提到过一旦执行publishProgress(),就会自动执行onProgressUpdata(result.data),下面从代码角度看看为什么。

protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}

原来，它里面也是发送了一条消息MESSAGE_POST_PROGRESS,依据前面的分析，在handleMessage里会执行onProgressUpdate(result.data).

好了，现在AsyncTask源码大致解析结束.

最后，大致总结一下流程：

AsyncTask.execute(Params...) ->  AsyncTask.executeOnExecutor(SericalExecutor,Params...)->  AsyncTask.onPreExecute()
 ->

SericalExecutor.execute(FutureTask)  ->  FutureTask.run()   -> （进入非UI线程） Callable.call()  ->
AsyncTask.doInBackground(Params...) ->
（回到UI线程）AsyncTask.postResult() ->
AsyncTask.onPostExecute(Result)