Android AsyncTask 源码解析
????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();??
????????}??
????}??
}??
这里我们模拟了一个下载任务，在 doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑，在 onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度，在 onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。如果想要启动这个任务，只需要简单地调用以下代码即可：
[java]? view plain copy
new?DownloadTask().execute();??
以上就是 AsyncTask 的基本用法，怎么样，是不是感觉在子线程和 UI 线程之间进行切换变得灵活了很多？我们并不需求去考虑什么异步消息处理机制，也不需要专门使用一个 Handler 来发送和接收消息，只需要调用一下 publishProgress()方法就可以轻松地从子线程切换到 UI 线程了。
虽然 AsyncTask 这么简单好用，但你知道它是怎样实现的吗？那么接下来，我们就来分析一下 AsyncTask 的源码，对它的实现原理一探究竟。注意这里我选用的是 Android 4.0 的源码，如果你查看的是其它版本的源码，可能会有一些出入。
从之前 DownloadTask 的代码就可以看出，在启动某一个任务之前，要先 new 出它的实例，因此，我们就先来看一看 AsyncTask 构造函数中的源码，如下所示：
[java]? view plain copy
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()?{??
????????????try?{??
????????????????final?Result?result?=?get();??
????????????????postResultIfNotInvoked(result);??
????????????}?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);??
????????????}?catch?(Throwable?t)?{??
????????????????throw?new?RuntimeException("An?error?occured?while?executing?"??
????????????????????????+?"doInBackground()",?t);??
????????????}??
????????}??
????};??
}??
这段代码虽然看起来有点长，但实际上并没有任何具体的逻辑会得到执行，只是初始化了两个变量，mWorker 和 mFuture，并在初始化 mFuture 的时候将 mWorker 作为参数传入。mWorker 是一个 Callable 对象，mFuture 是一个 FutureTask 对象，这两个变量会暂时保存在内存中，稍后才会用到它们。
接着如果想要启动某一个任务，就需要调用该任务的 execute()方法，因此现在我们来看一看 execute()方法的源码，如下所示：
[java]? view plain copy
public?final?AsyncTask<Params,?Progress,?Result>?execute(Params...?params)?{??
????return?executeOnExecutor(sDefaultExecutor,?params);??
}??
简单的有点过分了，只有一行代码，仅是调用了 executeOnExecutor()方法，那么具体的逻辑就应该写在这个方法里了，快跟进去瞧一瞧：
[java]? view plain copy
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;??
}??
果然，这里的代码看上去才正常点。可以看到，在第 15 行调用了 onPreExecute()方法，因此证明了 onPreExecute()方法会第一个得到执行。可是接下来的代码就看不明白了，怎么没见到哪里有调用 doInBackground()方法呢？别着急，慢慢找总会找到的，我们看到，在第 17 行调用了 Executor 的 execute()方法，并将前面初始化的 mFuture 对象传了进去，那么这个 Executor 对象又是什么呢？查看上面的 execute()方法，原来是传入了一个 sDefaultExecutor 变量，接着找一下这个 sDefaultExecutor 变量是在哪里定义的，源码如下所示：
[java]? view plain copy
public?static?final?Executor?SERIAL_EXECUTOR?=?new?SerialExecutor();??
……??
private?static?volatile?Executor?sDefaultExecutor?=?SERIAL_EXECUTOR;??
可以看到，这里先 new 出了一个 SERIAL_EXECUTOR 常量，然后将 sDefaultExecutor 的值赋值为这个常量，也就是说明，刚才在 executeOnExecutor()方法中调用的 execute()方法，其实也就是调用的 SerialExecutor 类中的 execute()方法。那么我们自然要去看看 SerialExecutor 的源码了，如下所示：
[java]? view plain copy
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);??
????????}??
????}??
}??
SerialExecutor 类中也有一个 execute()方法，这个方法里的所有逻辑就是在子线程中执行的了，注意这个方法有一个 Runnable 参数，那么目前这个参数的值是什么呢？当然就是 mFuture 对象了，也就是说在第 9 行我们要调用的是 FutureTask 类的 run()方法，而在这个方法里又会去调用 Sync 内部类的 innerRun()方法，因此我们直接来看 innerRun()方法的源码：
[java]? view plain copy
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??
????}??
}??
可以看到，在第 8 行调用了 callable 的 call()方法，那么这个 callable 对象是什么呢？其实就是在初始化 mFuture 对象时传入的 mWorker 对象了，此时调用的 call()方法，也就是一开始在 AsyncTask 的构造函数中指定的，我们把它单独拿出来看一下，代码如下所示：
[java]? view plain copy
public?Result?call()?throws?Exception?{??
????mTaskInvoked.set(true);??
????Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);??
????return?postResult(doInBackground(mParams));??
}??
在 postResult()方法的参数里面，我们终于找到了 doInBackground()方法的调用处，虽然经过了很多周转，但目前的代码仍然是运行在子线程当中的，所以这也就是为什么我们可以在 doInBackground()方法中去处理耗时的逻辑。接着将 doInBackground()方法返回的结果传递给了 postResult()方法，这个方法的源码如下所示：
[java]? view plain copy
private?Result?postResult(Result?result)?{??
????Message?message?=?sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,??
????????????new?AsyncTaskResult<Result>(this,?result));??
????message.sendToTarget();??
????return?result;??
}??
如果你已经熟悉了异步消息处理机制，这段代码对你来说一定非常简单吧。这里使用 sHandler 对象发出了一条消息，消息中携带了 MESSAGE_POST_RESULT 常量和一个表示任务执行结果的 AsyncTaskResult 对象。这个 sHandler 对象是 InternalHandler 类的一个实例，那么稍后这条消息肯定会在 InternalHandler 的 handleMessage()方法中被处理。InternalHandler 的源码如下所示：
[java]? view plain copy
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;??
????????}??
????}??
}??
这里对消息的类型进行了判断，如果这是一条 MESSAGE_POST_RESULT 消息，就会去执行 finish()方法，如果这是一条 MESSAGE_POST_PROGRESS 消息，就会去执行 onProgressUpdate()方法。那么 finish()方法的源码如下所示：
[java]? view plain copy
private?void?finish(Result?result)?{??
????if?(isCancelled())?{??
????????onCancelled(result);??
????}?else?{??
????????onPostExecute(result);??
????}??
????mStatus?=?Status.FINISHED;??
}??
可以看到，如果当前任务被取消掉了，就会调用 onCancelled()方法，如果没有被取消，则调用 onPostExecute()方法，这样当前任务的执行就全部结束了。
我们注意到，在刚才 InternalHandler 的 handleMessage()方法里，还有一种 MESSAGE_POST_PROGRESS 的消息类型，这种消息是用于当前进度的，调用的正是 onProgressUpdate()方法，那么什么时候才会发出这样一条消息呢？相信你已经猜到了，查看 publishProgress()方法的源码，如下所示：
[java]? view plain copy
protected?final?void?publishProgress(Progress...?values)?{??
????if?(!isCancelled())?{??
????????sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,??
????????????????new?AsyncTaskResult<Progress>(this,?values)).sendToTarget();??
????}??
}??
非常清晰了吧！正因如此，在 doInBackground()方法中调用 publishProgress()方法才可以从子线程切换到 UI 线程，从而完成对 UI 元素的更新操作。其实也没有什么神秘的，因为说到底，AsyncTask 也是使用的异步消息处理机制，只是做了非常好的封装而已。
读到这里，相信你对 AsyncTask 中的每个回调方法的作用、原理、以及何时会被调用都已经搞明白了吧。
不得不说，刚才我们在分析 SerialExecutor 的时候，其实并没有分析的很仔细，仅仅只是关注了它会调用 mFuture 中的 run()方法，但是至于什么时候会调用我们并没有进一步地研究。其实 SerialExecutor 也是 AsyncTask 在 3.0 版本以后做了最主要的修改的地方，它在 AsyncTask 中是以常量的形式被使用的，因此在整个应用程序中的所有 AsyncTask 实例都会共用同一个 SerialExecutor。下面我们就来对这个类进行更加详细的分析，为了方便阅读，我把它的代码再贴出来一遍：
[java]? view plain copy
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);??
????????}??
????}??
}??
可以看到，SerialExecutor 是使用 ArrayDeque 这个队列来管理 Runnable 对象的，如果我们一次性启动了很多个任务，首先在第一次运行 execute()方法的时候，会调用 ArrayDeque 的 offer()方法将传入的 Runnable 对象添加到队列的尾部，然后判断 mActive 对象是不是等于 null，第一次运行当然是等于 null 了，于是会调用 scheduleNext()方法。在这个方法中会从队列的头部取值，并赋值给 mActive 对象，然后调用 THREAD_POOL_EXECUTOR 去执行取出的取出的 Runnable 对象。之后如何又有新的任务被执行，同样还会调用 offer()方法将传入的 Runnable 添加到队列的尾部，但是再去给 mActive 对象做非空检查的时候就会发现 mActive 对象已经不再是 null 了，于是就不会再调用 scheduleNext()方法。
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