AsyncTask源码解析

AsyncTask是android为我们提供执行异步任务的一个轻量的类，可以用来处理耗时操作，并且能够很方便的将执行结果返回给主线程。本篇文章将会通过源码分析来介绍AsyncTask的内部实现原理。

目录

1. 重要的成员变量
2. AsyncTask构造分析
3. 两个线程池
4. 图解AsyncTask执行过程
5. 执行结果是如何被传递到主线程
6. onProgressUpdate()是什么时候调用

1. 重要的成员变量

AsyncTask里面几个重要的成员变量变量分别为：

2. AsyncTask构造分析

在分析AsyncTask之前我们先看看他的构造，我们在使用 AsyncTask 经常使用空参构造的方式来创建该对象，这个构造方法内部会调用他的有参构造。首先有参会先根据是否有Looper来创建Handler。如果传入的Looper为空或者传入的Looper不是主线程的Looper，则调用 getMainHandler() 来创建Handler；如果是主线程的Looper则以此Looper重新new一个Handler。当Handler创建完毕后然后在以次创建 WorkerRunnable 和 FutureTask 。下面为AsyncTask构造源码：

public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
    //创建Hanlder
    mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);
    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
        public Result call() throws Exception {
            mTaskInvoked.set(true);
            Result result = null;
            try {
                //将进程设置成标准后台进程
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //获取异步执行结果
                result = doInBackground(mParams);
                //将进程中未执行的命令一并送往cup处理
                Binder.flushPendingCommands();
            } catch (Throwable tr) {
                mCancelled.set(true);
                throw tr;
            } finally {
                //将处理结果返回到主线程
                postResult(result);
            }
            return result;
        }
    };
    //FutureTask间接调用了WorkerRunnable方法的call方法
    //来获取执行结果
    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);
            }
        }
    };
}
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从源码中我们可以知道，mHandler实际上是 InternalHandler , mWorker 内部的call()方法会调用 doInBackground ，try块不管执行结果如何，都会调用 postResult() 来调用Hanlder发送消息，通知主线程最Ui更新操作。先有一个问题，call()方法是在哪里会被调用呢？其实是在mFuture内部的run()方法中调用 mWorker 他的call方法。具体代码读者可以自行查找项目源码，这里就不多说了。上面提到的mWorker、mFuture会在 execute() 方法中被调用和传递，execute()是用于配置和启动任务的方法，下面为该方法的部分代码。

/**
*在主线程中执行
*可传入一个或多个参数
*/
@MainThread
public final AsyncTask。<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
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3. 两个线程池

executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params); 方法将参数params和 sDefaultExecutor 传入该方法中，并返回一个AsyncTask。这个params我们知道它是我们传进来的参数，但是sDefaultExecutor是什么呢？它是一个线程池，是一个类的成员变量。

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
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既然我们知道sDefaultExecutor是一个线程池，也就是 SerialExecutor 这个类。那这个类到底是干什么呢？下面为改类的源码：

private static class SerialExecutor implements Executor {
    //创建一个双端队列/栈数组
    final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
    Runnable mActive;
    public synchronized void execute(final Runnable r) {
        //在数组的尾部添加，并返回是否添加完成
        mTasks.offer(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    //执行任务
                    r.run();
                } finally {
                    scheduleNext();
                }
            }
        });
        if (mActive == null) {
        //取出任务，添加到线程池
            scheduleNext();
        }
    }
    protected synchronized void scheduleNext() {
        //mTask.pll()删除队列中的第一个元素，并返回该元素的值
        if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
            //调用线程池执行异步
            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
        }
    }
}
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从上面的代码我们可以知道，SerialExecutor类中创建一个双端队列 ArrayDeque , 用于储存异步任务。他还有 execute() 和 scheduleNext() 方法,execute()内部调用了 mTasks.offer 用于将传入的异步任务添加到队列中，然后在调用 scheduleNext()方法。scheduleNext()方法调用 mTask.poll() 方法取出并删除第一个元素，最后将取出的元素放到线程池中。不知道读者有没有发现AsyncTask内部其实是有两个线程池 SerialExecutor 和 THREAD_POOL_EXECUTOR ，其中SerialExecutor线程池主要是用于将任务添加到队列中，而任务真正的执行是在THREAD_POOL_EXECUTOR线程池中。

4. 图解AsyncTask执行过程

要想知道执行结果是如何被传递到线程中，我们先搞明白AsyncTask的执行过程。其实读者从上面的内容中或许能改猜到它的大概执行过程。其实它的执行过程也不复杂我们可以结果下面这张图进行分析：

我们在使用AsyncTask的时候会先创建对象，然后调用execute()方法传入参数执行任务：

//创建AcyncTask封装类
TestAsyncTask asyncTask = new TestAsyncTask();
//传入参数，执行任务
asyncTask.execute(5,6,7);
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我们在通过上面操作执行任务的时候，其实AsyncTask内部做了一下几个操作：

executeOnExecutor()

结合上面的执行流程图我们知道，在经过上面7个步骤异步任务一个一个的在线程池中被完成。既然我们知道了AsyncTask的大致执行过程，那么它是如何将执行结果返回到主线程呢？下面我们将会来分析。

5. 执行结果是如何被传递到主线程

我们知道 doInBackground() 函数是我们的任务具体执行函数。这个函数是在WorkerRunnable的call()函数中被调用，从上面的执行过程介绍中我们知道call()方法是在FutureTask的run方法执行的时候被调用的。当call()方法在执行完doInBackground()方法得到结果后，会将该结果传递给 postResult() 方法：

private Result postResult(Result result) {
    //obtainMessage方法是从Message池中获取一个Message对象，避免重复创建。
    Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
            new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
    //发送消息
    message.sendToTarget();
    return result;
}
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postResult()方法内代码也很简单，首先它会通过Hanlder(注：从文章开始部分我们可以知道，这个Handler的Looper是主线程的Looper)在消息队列中获取一个Message对象，然后将结果和定义的标记包装到Massage中，最后在通过Message对象调用sendToTarget()将消息发出。既然消息发送出去了，那么消息是在哪里执行呢？答案是：在 InternalHandler 类中的 handleMessage() 中被执行。why？因为getHandler()获取的是Hanlder是我们在文章开始介绍的构造函数中被getMainHandler()赋值的 mHandler ,而getMainHandler()中返回的就是InternalHandler。既然我们知道了消息在哪里被处理，那么我们可以看一看它的具体处理逻辑:

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;
    }
}
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handleMessage()内部有两个判断，如果标识是 MESSAGE_POST_RESULT 则将结果传递给 finish() 方法。如果标识是 MESSAGE_POST_PROGRESS 则调用 onProgressUpdate() 用于更新进度。下面我们先看finish()方法的源码:

private void finish(Result result) {
    if (isCancelled()) {
        onCancelled(result);
    } else {
        onPostExecute(result);
    }
    mStatus = AsyncTask.Status.FINISHED;
}
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finish()方法会判断是否取消了该任务，如果用户调用了 cancel() 函数那么 isCancelled() 返回的就是true，当用户取消了任务那么将会回调onCancelled(result)函数而onPostExecute()则不会调用，反之则会调用。

6. onProgressUpdate()是什么时候调用

在分析handleMessage()方法的时候我们留了一个小尾巴， MESSAGE_POST_PROGRESS 这个标记消息在什么时候发出的？在回答这个问题之前，我们先回忆一下我们在使用 doInBackground() 的时候，是否有在其内部调用 publishProgress() 函数来更新进入？回忆到这里答案就很明显了:通过Handler发生更新进度消息的操作是在 publishProgress() 函数中完成的。下面为该函数的源码:

@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
    //如果任务没有取消，则发生消息更新进度
    if (!isCancelled()) {
        getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
    }
}
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从上面的源码我们可以知道，更新进度的消息是在子线程中发送的，如果该任务没有被取消那么就可以发现消息。这种通过复用Message对象发送信息的方式对性能上有起到优化的作用。读者可以在文章结尾的参考链接中找到相关的介绍，笔者就不介绍了。