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AsyncTask的使用及原理分析

abcijkxyz
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发布于 2016/07/30 17:24
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Android的AsyncTask比Handler更轻量级一些,是用来做简单的异步处理的。

使用的优点:

l  简单,快捷

l  过程可控       

使用的缺点:

l  在使用多个异步操作和并需要进行Ui变更时,就变得复杂起来。

AsyncTask定义了三种泛型类型 Params,Progress和Result。(也是可以指定为空的,如 AsyncTask <Void, Void, Void>)

  • Params 启动任务执行的输入参数。
  • Progress 后台任务执行的百分比。
  • Result 后台执行任务最终返回的结果。

一个异步加载数据最少要重写以下这两个方法:

  • doInBackground(Params…) 后台执行,比较耗时的操作都可以放在这里。此方法在后台线程执行,完成任务的主要工作。在执行过程中可以调用publishProgress(Progress…)来更新任务的进度。其参数对应AsyncTask的第一个参数,publishProgress(Progress…)的参数对应AsyncTask的第二个参数,其返回值对应AsyncTask的第三个参数。
  • onPostExecute(Result)  相当于Handler 处理UI的方式,在这里面可以使用在doInBackground 得到的返回结果操作UI。 此方法在主线程执行,任务执行的结果(doInBackground的返回值)作为此方法的参数。

当然了,还可以重写以下这三个方法,但不是必须的:

  • onProgressUpdate(Progress…)   可以使用进度条增加用户体验度。 此方法在主线程执行,用于显示任务执行的进度。
  • onPreExecute()        调用excute()方法时执行,当任务执行之前开始调用此方法。
  • onCancelled()             用户调用取消(调用了cancel(true))时,要做的操作。

使用AsyncTask类,以下是几条必须遵守的准则:

1、Task的实例必须在UI thread中创建;

2、execute方法必须在UI thread中调用;

3、不要手动的调用onPreExecute(), onPostExecute(Result),doInBackground(Params...), onProgressUpdate(Progress...)这几个方法;

4、该task只能被执行一次,多次调用时将会出现异常;

执行的顺序是:onPreExecute(),doInBackground(),onProgressUpdate(),onPostExecute()。onCancelled()不一定会执行。

除了doInBackground是在子线程执行,其他的都是在UI线程执行的。

下面说下我们具体是怎么使用的:

第一步,创建一个异步任务的实例,并且执行,这里传入的参数对应的是AsyncTask的第一个参数:

MyTask mTask = new MyTask();  
mTask.execute(url);
第二步,建立一个异步任务的类,如下:

private class MyTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
	//onPreExecute方法用于在执行后台任务前做一些UI操作  
	@Override  
	protected void onPreExecute() {
		textView.setText("start loading...");  
	}  
	  
	//doInBackground方法内部执行后台任务,不可在此方法内修改UI。这里传入的参数对应AsyncTask的第一个参数,即execute()函数传递过来的
	@Override  
	protected String doInBackground(String... params) {  
		... //做一些耗时的动作
		publishProgress(progresses); //progresses对应AsyncTask的第二个参数,同时也是要传给onProgressUpdate()的参数
		...
		return result; //返回值对应AsyncTask的第三个参数,同时也是要传给onPostExecute()的参数
	}  
	  
	//onProgressUpdate方法用于更新进度信息  
	@Override  
	protected void onProgressUpdate(Integer... progresses) {
		textView.setText("loading..." + progresses[0] + "%");  
	}  
	  
	//onPostExecute方法用于在执行完后台任务后更新UI,显示结果  
	@Override  
	protected void onPostExecute(String result) {
		textView.setText(result);  
	}  
	  
	//onCancelled方法用于在取消执行中的任务时更改UI  
	@Override  
	protected void onCancelled() {
		textView.setText("cancelled");
	}  
}
第三步,不是必须的,如果需要取消任务,可以调用:
mTask.cancle(true);
该函数一旦被调用就不会执行到onPostExecute()了,而是执行onCancelled()方法。

这么简单强大的功能是怎么实现的呢?我们跟着源码来一探究竟。
先看下AsyncTask的构建函数:
public AsyncTask() {  
	mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {  
		public Result call() throws Exception {  
			mTaskInvoked.set(true);  
			Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
			return postResult(doInBackground(mParams));  
		}  
	};  
	mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {  
		@Override  
		protected void done() {  
			...
		}  
	};  
}
就是建立了WorkerRunnable和FutureTask两个实例,并把mWorker传递给了mFuture。
我们要启动某一任务都会执行下execute()方法,看下它的源码,如下:
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {  
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);  
}
调用了executeOnExecutor,继续看下实现:
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  
        Params... params) {  
    ...
    mStatus = Status.RUNNING;  
    onPreExecute();  
    mWorker.mParams = params;  
    exec.execute(mFuture);  
    return this;  
}
在这里我们看到了onPreExecute(),因此可以看出onPreExecute()是首先被执行的,然后调用了exec.execute(),从上面的代码中我们看到exec就是sDefaultExecutor,那么sDefaultExecutor是什么东东呢?我们看到了如下代码:
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();  
……  
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
也就是我们实际调用的是SerialExecutor的execute()方法,看下实现:
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);  
        }  
    }  
}
首先把任务放到mTasks这个集合里面;然后判断mActivie如果为空,就调用scheduleNext ()方法。
mActivie为null的意思是当前没有任务在执行,如果mActivie!=null,那么说明当前有任务正在执行,那么只要把任务添加到mTasks里面即可。
因为任务执行完毕后,会再次调用scheduleNext()方法的,就是
finally {
scheduleNext();
}
这样就形成了一种链状调用结构,只要mTasks里面还有任务,就会不断逐一调用,如果后面有任务进来,就只要添加到mTasks里面即可。
这里给execute()传递的参数是mFuture,所以会执行到mFuture的run()方法,而run()方法最终会调用如下方法:
void innerRun() {  
    if (!compareAndSetState(READY, RUNNING))  
        return;  
    runner = Thread.currentThread();  
    if (getState() == RUNNING) { // recheck after setting thread  
        V result;  
        try {  
            result = callable.call();  
        } catch (Throwable ex) {  
            setException(ex);  
            return;  
        }  
        set(result);  
    } else {  
        releaseShared(0); // cancel  
    }  
}
我们看到有调用callable.call(),而callable就是mWorker了,所以这里就执行到了下面的函数:
public Result call() throws Exception {  
	mTaskInvoked.set(true);  
	Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
	return postResult(doInBackground(mParams));  
}
postResult(doInBackground(mParams))这一句就走到了doInBackground()方法了,并且将它的返回值传给了postResult,那我们看下postResult的具体实现吧!
private Result postResult(Result result) {  
    Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,  
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  
    message.sendToTarget();  
    return result;  
}
原来是使用了sHandler来发送消息,那我们再看下处理消息的地方:
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:                   
                result.mTask.finish(result.mData[0]);  
                break;  
            case MESSAGE_POST_PROGRESS:  
                result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);  
                break;  
        }  
    }  
}
收到MESSAGE_POST_RESULT就执行finish(),收到MESSAGE_POST_PROGRESS就执行onProgressUpdate()。我们看下finish()的实现:
private void finish(Result result) {  
    if (isCancelled()) {  
        onCancelled(result);  
    } else {  
        onPostExecute(result);  
    }  
    mStatus = Status.FINISHED;  
}
这里做了一个判断,根据任务是否被取消来调用不同的方法。
那MESSAGE_POST_PROGRESS消息是什么时候发送的呢?猜想一下,肯定是在publishProgress()里面,看下实现:
protected final void publishProgress(Progress... values) {  
    if (!isCancelled()) {  
        sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,  
                new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  
    }  
}
至此AsyncTask相关的流程就讲的差不多了,可以看到AsyncTask的任务执行是单线程的,关于AsyncTask的任务执行是单线程实现还是多线程实现是经历了一番变化的,较早的版本是单线程实现,从Android2.X开始,Google把它改为多线程实现,后来发现,多线程实现的话,会有很多需要保证线程安全的额外工作留给开发者,所以从Android3.0开始,又把默认实现改为单线程了。
使用多线程实现的话,有一个很大的缺陷,那就是线程池总大小是128,也就是如果任务数量超过了128,那么程序就会崩溃,如果有兴趣可以看我下面一篇文章《Android AsyncTask两种线程池分析和总结 》

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