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Android—帶你認識不一樣的AsyncTask

轉載請注明出處：https://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/17596225

前言

什麼是AsyncTask，相信搞過android開發的朋友們都不陌生。AsyncTask內部封裝了Thread和Handler，可以讓我們在後台進行計算並且把計算的結果及時更新到UI上，而這些正是Thread+Handler所做的事情，沒錯，AsyncTask的作用就是簡化Thread+Handler，讓我們能夠通過更少的代碼來完成一樣的功能，這裏，我要說明的是：AsyncTask隻是簡化Thread+Handler而不是替代，實際上它也替代不了。同時，AsyncTask從最開始到現在已經經過了幾次代碼修改，任務的執行邏輯慢慢地發生了改變，並不是大家所想象的那樣：AsyncTask是完全並行執行的就像多個線程一樣，其實不是的，所以用AsyncTask的時候還是要注意，下麵會一一說明。另外本文主要是分析AsyncTask的源代碼以及使用時候的一些注意事項，如果你還不熟悉AsyncTask，請先閱讀android之AsyncTask 來了解其基本用法。

這裏先給出AsyncTask的一個例子：

[java] view plaincopy

1. private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {  
2.      protected Long doInBackground(URL... urls) {  
3.          int count = urls.length;  
4.          long totalSize = 0;  
5.          for (int i = 0; i < count; i++) {  
6.              totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);  
7.              publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));  
8.              // Escape early if cancel() is called  
9.              if (isCancelled()) break;  
10.          }  
11.          return totalSize;  
12.      }  
13.   
14.      protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {  
15.          setProgressPercent(progress[0]);  
16.      }  
17.   
18.      protected void onPostExecute(Long result) {  
19.          showDialog("Downloaded " + result + " bytes");  
20.      }  
21.  }  

使用AsyncTask的規則

• AsyncTask的類必須在UI線程加載（從4.1開始係統會幫我們自動完成）
• AsyncTask對象必須在UI線程創建
• execute方法必須在UI線程調用
  
• 不要在你的程序中去直接調用onPreExecute(), onPostExecute, doInBackground, onProgressUpdate方法
  
• 一個AsyncTask對象隻能執行一次，即隻能調用一次execute方法，否則會報運行時異常
• AsyncTask不是被設計為處理耗時操作的，耗時上限為幾秒鍾，如果要做長耗時操作，強烈建議你使用Executor，ThreadPoolExecutor以及FutureTask
• 在1.6之前，AsyncTask是串行執行任務的，1.6的時候AsyncTask開始采用線程池裏處理並行任務，但是從3.0開始，為了避免AsyncTask所帶來的並發錯誤，AsyncTask又采用一個線程來串行執行任務

AsyncTask到底是串行還是並行？

給大家做一下實驗，請看如下實驗代碼：代碼很簡單，就是點擊按鈕的時候同時執行5個AsyncTask，每個AsyncTask休眠3s，同時把每個AsyncTask執行結束的時間打印出來，這樣我們就能觀察出到底是串行執行還是並行執行。

[java] view plaincopy

1. @Override  
2. public void onClick(View v) {  
3.     if (v == mButton) {  
4.         new MyAsyncTask("AsyncTask#1").execute("");  
5.         new MyAsyncTask("AsyncTask#2").execute("");  
6.         new MyAsyncTask("AsyncTask#3").execute("");  
7.         new MyAsyncTask("AsyncTask#4").execute("");  
8.         new MyAsyncTask("AsyncTask#5").execute("");  
9.     }  
10.   
11. }  
12.   
13. private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
14.   
15.     private String mName = "AsyncTask";  
16.   
17.     public MyAsyncTask(String name) {  
18.         super();  
19.         mName = name;  
20.     }  
21.   
22.     @Override  
23.     protected String doInBackground(String... params) {  
24.         try {  
25.             Thread.sleep(3000);  
26.         } catch (InterruptedException e) {  
27.             e.printStackTrace();  
28.         }  
29.         return mName;  
30.     }  
31.   
32.     @Override  
33.     protected void onPostExecute(String result) {  
34.         super.onPostExecute(result);  
35.         SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
36.         Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
37.     }  
38. }  

Android 4.1.1上執行：從下麵Log可以看出，5個AsyncTask共耗時15s且時間間隔為3s，很顯然是串行執行的

Android 2.3.3上執行：從下麵Log可以看出，5個AsyncTask的結束時間是一樣的，很顯然是並行執行

結論：從上麵的兩個Log可以看出，我前麵的描述是完全正確的。下麵請看源碼，讓我們去了解下其中的原理。

源碼分析

[java] view plaincopy

1. /* 
2.  * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project 
3.  * 
4.  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
5.  * you may not use this file except in compliance with the License. 
6.  * You may obtain a copy of the License at 
7.  * 
8.  *      https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
9.  * 
10.  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
11.  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
12.  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
13.  * See the License for the specific language governing permissions and 
14.  * limitations under the License. 
15.  */  
16.   
17. package android.os;  
18.   
19. import java.util.ArrayDeque;  
20. import java.util.concurrent.BlockingQueue;  
21. import java.util.concurrent.Callable;  
22. import java.util.concurrent.CancellationException;  
23. import java.util.concurrent.Executor;  
24. import java.util.concurrent.ExecutionException;  
25. import java.util.concurrent.FutureTask;  
26. import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;  
27. import java.util.concurrent.ThreadFactory;  
28. import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
29. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
30. import java.util.concurrent.TimeoutException;  
31. import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;  
32. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  
33.   
34. public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {  
35.     private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";  
36.   
37.     //獲取當前的cpu核心數  
38.     private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  
39.     //線程池核心容量  
40.     private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;  
41.     //線程池最大容量  
42.     private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;  
43.     //過剩的空閑線程的存活時間  
44.     private static final int KEEP_ALIVE = 1;  
45.     //ThreadFactory 線程工廠，通過工廠方法newThread來獲取新線程  
46.     private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {  
47.         //原子整數，可以在超高並發下正常工作  
48.         private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);  
49.   
50.         public Thread newThread(Runnable r) {  
51.             return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());  
52.         }  
53.     };  
54.     //靜態阻塞式隊列，用來存放待執行的任務，初始容量：128個  
55.     private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =  
56.             new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);  
57.   
58.     /** 
59.      * 靜態並發線程池，可以用來並行執行任務，盡管從3.0開始，AsyncTask默認是串行執行任務 
60.      * 但是我們仍然能構造出並行的AsyncTask 
61.      */  
62.     public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR  
63.             = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,  
64.                     TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);  
65.   
66.     /** 
67.      * 靜態串行任務執行器，其內部實現了串行控製， 
68.      * 循環的取出一個個任務交給上述的並發線程池去執行 
69.      */  
70.     public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();  
71.     //消息類型：發送結果  
72.     private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;  
73.     //消息類型：更新進度  
74.     private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;  
75.     /**靜態Handler，用來發送上述兩種通知，采用UI線程的Looper來處理消息 
76.      * 這就是為什麼AsyncTask必須在UI線程調用，因為子線程 
77.      * 默認沒有Looper無法創建下麵的Handler，程序會直接Crash 
78.      */  
79.     private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();  
80.     //默認任務執行器，被賦值為串行任務執行器，就是它，AsyncTask變成串行的了  
81.     private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;  
82.     //如下兩個變量我們先不要深究，不影響我們對整體邏輯的理解  
83.     private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;  
84.     private final FutureTask<Result> mFuture;  
85.     //任務的狀態 默認為掛起，即等待執行，其類型標識為易變的（volatile）  
86.     private volatile Status mStatus = Status.PENDING;  
87.     //原子布爾型，支持高並發訪問，標識任務是否被取消  
88.     private final AtomicBoolean mCancelled = new AtomicBoolean();  
89.     //原子布爾型，支持高並發訪問，標識任務是否被執行過  
90.     private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();  
91.   
92.     /*串行執行器的實現，我們要好好看看，它是怎麼把並行轉為串行的 
93.      *目前我們需要知道，asyncTask.execute(Params ...)實際上會調用 
94.      *SerialExecutor的execute方法，這一點後麵再說明。也就是說：當你的asyncTask執行的時候， 
95.      *首先你的task會被加入到任務隊列，然後排隊，一個個執行 
96.      */  
97.     private static class SerialExecutor implements Executor {  
98.         //線性雙向隊列，用來存儲所有的AsyncTask任務  
99.         final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();  
100.         //當前正在執行的AsyncTask任務  
101.         Runnable mActive;  
102.   
103.         public synchronized void execute(final Runnable r) {  
104.             //將新的AsyncTask任務加入到雙向隊列中  
105.             mTasks.offer(new Runnable() {  
106.                 public void run() {  
107.                     try {  
108.                         //執行AsyncTask任務  
109.                         r.run();  
110.                     } finally {  
111.                         //當前AsyncTask任務執行完畢後，進行下一輪執行，如果還有未執行任務的話  
112.                         //這一點很明顯體現了AsyncTask是串行執行任務的，總是一個任務執行完畢才會執行下一個任務  
113.                         scheduleNext();  
114.                     }  
115.                 }  
116.             });  
117.             //如果當前沒有任務在執行，直接進入執行邏輯  
118.             if (mActive == null) {  
119.                 scheduleNext();  
120.             }  
121.         }  
122.   
123.         protected synchronized void scheduleNext() {  
124.             //從任務隊列中取出隊列頭部的任務，如果有就交給並發線程池去執行  
125.             if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {  
126.                 THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);  
127.             }  
128.         }  
129.     }  
130.   
131.     /** 
132.      * 任務的三種狀態 
133.      */  
134.     public enum Status {  
135.         /** 
136.          * 任務等待執行 
137.          */  
138.         PENDING,  
139.         /** 
140.          * 任務正在執行 
141.          */  
142.         RUNNING,  
143.         /** 
144.          * 任務已經執行結束 
145.          */  
146.         FINISHED,  
147.     }  
148.   
149.     /** 隱藏API：在UI線程中調用，用來初始化Handler */  
150.     public static void init() {  
151.         sHandler.getLooper();  
152.     }  
153.   
154.     /** 隱藏API：為AsyncTask設置默認執行器 */  
155.     public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {  
156.         sDefaultExecutor = exec;  
157.     }  
158.   
159.     /** 
160.      * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread. 
161.      */  
162.     public AsyncTask() {  
163.         mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
164.             public Result call() throws Exception {  
165.                 mTaskInvoked.set(true);  
166.   
167.                 Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
168.                 //noinspection unchecked  
169.                 return postResult(doInBackground(mParams));  
170.             }  
171.         };  
172.   
173.         mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {  
174.             @Override  
175.             protected void done() {  
176.                 try {  
177.                     postResultIfNotInvoked(get());  
178.                 } catch (InterruptedException e) {  
179.                     android.util.Log.w(LOG_TAG, e);  
180.                 } catch (ExecutionException e) {  
181.                     throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",  
182.                             e.getCause());  
183.                 } catch (CancellationException e) {  
184.                     postResultIfNotInvoked(null);  
185.                 }  
186.             }  
187.         };  
188.     }  
189.   
190.     private void postResultIfNotInvoked(Result result) {  
191.         final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();  
192.         if (!wasTaskInvoked) {  
193.             postResult(result);  
194.         }  
195.     }  
196.     //doInBackground執行完畢，發送消息  
197.     private Result postResult(Result result) {  
198.         @SuppressWarnings("unchecked")  
199.         Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
200.                 new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  
201.         message.sendToTarget();  
202.         return result;  
203.     }  
204.   
205.     /** 
206.      * 返回任務的狀態 
207.      */  
208.     public final Status getStatus() {  
209.         return mStatus;  
210.     }  
211.   
212.     /** 
213.      * 這個方法是我們必須要重寫的，用來做後台計算 
214.      * 所在線程：後台線程 
215.      */  
216.     protected abstract Result doInBackground(Params... params);  
217.   
218.     /** 
219.      * 在doInBackground之前調用，用來做初始化工作 
220.      * 所在線程：UI線程 
221.      */  
222.     protected void onPreExecute() {  
223.     }  
224.   
225.     /** 
226.      * 在doInBackground之後調用，用來接受後台計算結果更新UI 
227.      * 所在線程：UI線程 
228.      */  
229.     protected void onPostExecute(Result result) {  
230.     }  
231.   
232.     /** 
233.      * Runs on the UI thread after {@link #publishProgress} is invoked. 
234.      /** 
235.      * 在publishProgress之後調用，用來更新計算進度 
236.      * 所在線程：UI線程 
237.      */  
238.     protected void onProgressUpdate(Progress... values) {  
239.     }  
240.   
241.      /** 
242.      * cancel被調用並且doInBackground執行結束，會調用onCancelled，表示任務被取消 
243.      * 這個時候onPostExecute不會再被調用，二者是互斥的，分別表示任務取消和任務執行完成 
244.      * 所在線程：UI線程 
245.      */  
246.     @SuppressWarnings({"UnusedParameters"})  
247.     protected void onCancelled(Result result) {  
248.         onCancelled();  
249.     }      
250.       
251.     protected void onCancelled() {  
252.     }  
253.   
254.     public final boolean isCancelled() {  
255.         return mCancelled.get();  
256.     }  
257.   
258.     public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {  
259.         mCancelled.set(true);  
260.         return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);  
261.     }  
262.   
263.     public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {  
264.         return mFuture.get();  
265.     }  
266.   
267.     public final Result get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,  
268.             ExecutionException, TimeoutException {  
269.         return mFuture.get(timeout, unit);  
270.     }  
271.   
272.     /** 
273.      * 這個方法如何執行和係統版本有關，在AsyncTask的使用規則裏已經說明，如果你真的想使用並行AsyncTask， 
274.      * 也是可以的，隻要稍作修改 
275.      * 必須在UI線程調用此方法 
276.      */  
277.     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
278.         //串行執行  
279.         return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
280.         //如果我們想並行執行，這樣改就行了，當然這個方法我們沒法改  
281.         //return executeOnExecutor(THREAD_POOL_EXECUTOR, params);  
282.     }  
283.   
284.     /** 
285.      * 通過這個方法我們可以自定義AsyncTask的執行方式，串行or並行，甚至可以采用自己的Executor 
286.      * 為了實現並行，我們可以在外部這麼用AsyncTask： 
287.      * asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, Params... params); 
288.      * 必須在UI線程調用此方法 
289.      */  
290.     public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  
291.             Params... params) {  
292.         if (mStatus != Status.PENDING) {  
293.             switch (mStatus) {  
294.                 case RUNNING:  
295.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
296.                             + " the task is already running.");  
297.                 case FINISHED:  
298.                     throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"  
299.                             + " the task has already been executed "  
300.                             + "(a task can be executed only once)");  
301.             }  
302.         }  
303.   
304.         mStatus = Status.RUNNING;  
305.         //這裏#onPreExecute會最先執行  
306.         onPreExecute();  
307.   
308.         mWorker.mParams = params;  
309.         //然後後台計算#doInBackground才真正開始  
310.         exec.execute(mFuture);  
311.         //接著會有#onProgressUpdate被調用，最後是#onPostExecute  
312.   
313.         return this;  
314.     }  
315.   
316.     /** 
317.      * 這是AsyncTask提供的一個靜態方法，方便我們直接執行一個runnable 
318.      */  
319.     public static void execute(Runnable runnable) {  
320.         sDefaultExecutor.execute(runnable);  
321.     }  
322.   
323.     /** 
324.      * 打印後台計算進度，onProgressUpdate會被調用 
325.      */  
326.     protected final void publishProgress(Progress... values) {  
327.         if (!isCancelled()) {  
328.             sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
329.                     new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
330.         }  
331.     }  
332.   
333.     //任務結束的時候會進行判斷，如果任務沒有被取消，則onPostExecute會被調用  
334.     private void finish(Result result) {  
335.         if (isCancelled()) {  
336.             onCancelled(result);  
337.         } else {  
338.             onPostExecute(result);  
339.         }  
340.         mStatus = Status.FINISHED;  
341.     }  
342.   
343.     //AsyncTask內部Handler，用來發送後台計算進度更新消息和計算完成消息  
344.     private static class InternalHandler extends Handler {  
345.         @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})  
346.         @Override  
347.         public void handleMessage(Message msg) {  
348.             AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;  
349.             switch (msg.what) {  
350.                 case MESSAGE_POST_RESULT:  
351.                     // There is only one result  
352.                     result.mTask.finish(result.mData[0]);  
353.                     break;  
354.                 case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
355.                     result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
356.                     break;  
357.             }  
358.         }  
359.     }  
360.   
361.     private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {  
362.         Params[] mParams;  
363.     }  
364.   
365.     @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})  
366.     private static class AsyncTaskResult<Data> {  
367.         final AsyncTask mTask;  
368.         final Data[] mData;  
369.   
370.         AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {  
371.             mTask = task;  
372.             mData = data;  
373.         }  
374.     }  
375. }  

讓你的AsyncTask在3.0以上的係統中並行起來

通過上麵的源碼分析，我已經給出了在3.0以上係統中讓AsyncTask並行執行的方法，現在，讓我們來試一試，代碼還是之前采用的測試代碼，我們要稍作修改，調用AsyncTask的executeOnExecutor方法而不是execute，請看：

[java] view plaincopy

1. @TargetApi(Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB)  
2. @Override  
3. public void onClick(View v) {  
4.     if (v == mButton) {  
5.         new MyAsyncTask("AsyncTask#1").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
6.         new MyAsyncTask("AsyncTask#2").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
7.         new MyAsyncTask("AsyncTask#3").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
8.         new MyAsyncTask("AsyncTask#4").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
9.         new MyAsyncTask("AsyncTask#5").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");  
10.     }  
11.   
12. }  
13.   
14. private static class MyAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {  
15.   
16.     private String mName = "AsyncTask";  
17.   
18.     public MyAsyncTask(String name) {  
19.         super();  
20.         mName = name;  
21.     }  
22.   
23.     @Override  
24.     protected String doInBackground(String... params) {  
25.         try {  
26.             Thread.sleep(3000);  
27.         } catch (InterruptedException e) {  
28.             e.printStackTrace();  
29.         }  
30.         return mName;  
31.     }  
32.   
33.     @Override  
34.     protected void onPostExecute(String result) {  
35.         super.onPostExecute(result);  
36.         SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
37.         Log.e(TAG, result + "execute finish at " + df.format(new Date()));  
38.     }  
39. }  

最後更新：2017-04-03 16:49:16

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