Android开发：AsyncTask源代码完全解析

从事Java开发以来，接触过很多的开源代码，自己能够明白代码但是想要表达出来却有点困难，从今天开始，逐渐开始对一些开源代码进行解析并记录成blog分享出来，希望以此提升自己的表达能力，如果文章中有什么出错之处，欢迎读者在评论中指出方便我及时的修正，以免误导其他读者，如果你有什么更好的建议也欢迎在下方留下你的评论，本人不胜荣幸。转载此文的朋友请带上原文的链接：http://blog.csdn.net/d_clock/article/details/43805779好，扯淡的话到此为止，接下来进入正题。
作为一名Android开发者，一定对AsyncTask这个异步操作类不会陌生。这是我从大二开始接触安卓开发以来，最具争议性的一个类了，我看到网上很多人都在吐槽AsyncTask的性能多差，并发性多不行等等，在我所阅读过的开源框架的代码中很多异步操作也基本不用AsyncTask，都是采用Java的线程池操作，所以以至于有一段时间我也是从来不使用AsyncTask，认为AsyncTask的弊端很多，后来在公司里的一位大神说了一句“你没发现，AsyncTask已经封装好了异步线程和UI线程之间的交互了吗？Google提供这个类出来给开发者使用自然有他的道理”，我仔细一想，大神说的也挺有道理，回想之前看到的框架基本采用线程池来做异步操作，基本都是因为这些框架里面都没有涉及到与UI之间的交互，所以完全可以直接使用线程池来完成。于是便花一些时间好好琢磨一下AsyncTask的源代码（其实这代码已经开过好多遍了，每次看总是有新的体会），又瞎扯了一段内容。
日常开发中使用AsyncTask方式就像官方文档提供出来的这段Demo Code一样，首先继承AsyncTask类实现相应的泛型参数，并重写实现doInBackground抽象方法，这个方法就是用来执行我们需要的异步操作的。

如何使用AsyncTask来做异步操作呢，很简单，同样来一段官方的Demo Code

只需要new出这个AsyncTask并调用execute参入相应参数，即可以完成相应的异步操作流程，并最后将结果返回onPostExecute所处的主线程中进行处理，调用起来确实非常的方便就实现了和两个线程之间的交互。到此，我们已经重温了一边AsyncTask的基本使用，如果身为Android程序员你还不熟悉的话，想必应该去厕所面壁思过了。最后漏了补充一下，在使用AsyncTask编程时候需要注意的一些地方：

1. AsyncTask对象必须在UI线程创建
2. execute方法必须在UI线程调用
3. 不要在你的程序中去直接调用onPreExecute(), onPostExecute, doInBackground,
   onProgressUpdate方法
4. 一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报运行时异常
5. AsyncTask不是被设计为处理耗时操作的，耗时上限为几秒钟，如果要做长耗时操作，强烈建议你使用Executor，ThreadPoolExecutor以及FutureTask

接下来开始围观AsyncTask源代码，首先围观一下构造函数和一些相关的变量

CPU_COUNT：CPU的核数
CORE_POOL_SIZE ：最线程池并发线程数，直接和CPU核数挂钩
MAXIMUM_POOL_SIZE：线程池中的最大线程数，直接和CPU核数挂钩
KEEP_ALIVE：线程池中线程的最大存活时间
sThreadFactory：用于构造线程池的工厂，重写了newThread方法为每个线程做了命名，方便调试跟踪
sPoolWorkQueue：线程池中的工作队列，最大容量128的链式阻塞队列
THREAD_POOL_EXECUTOR：多任务并发工作线程池，初始化参数为以上的各大参数
SERIAL_EXECUTOR：串行工作线程池，实现类为下面的SerialExecutor

sHandler：AsyncTask类的中用于线程交互的Handler，实现类为内部类InternalHandler（AsyncTask的实现就是将Thread和Handler进行封装来达到交互，省去我们变成时候自己封装的过程）
MESSAGE_POST_RESULT：sHandler返回结果的消息类型
MESSAGE_POST_PROGRESS：sHandler返回进度的消息类型
sDefaultExecutor：AsyncTask类的默认线程池，默认使用SERIAL_EXECUTOR串行线程池进行初始化
mWorker：实现Callable接口的类，在构造函数中初始化
mFuture：FutureTask实例，和mWorker搭配使用，同样在下面的构造函数中初始化
mStatus：标记当前AsyncTask的运行状态，有PENDING, RUNNING, FINISHED三种分别用于表示等待运行，运行中和运行结束这三种状态
mCancelled：运行任务被取消的标记位
mTaskInvoked：任务已经被调度运行的标记位

到此，我们已经粗略的窥探完一些基础部分的代码，先了解上面这些才能够方便理解接下来继续围观的代码流程，我们知道，要执行一个AsyncTask，只需要在new出来后，调用execute方法就开始了一个异步任务，接下来就从execute的代码开始下手，官方文档上显示，提供的execute方法有两个，我们平常经常调用的是下面红色框框中的那个

接下来就跟进这里的代码，接着进行围观

大家可以看到execute函数中指调用了executeOnExecutor函数，并将其结果返回而已，而executeOnExecutor究竟用来干啥，从名字上看，顾名思义应该是在线程池中执行某个线程任务，他传入的参数有两个，除了execute本身传入的变长参数以外，就是AsyncTask类的静态变量sDefaultExecutor，这个静态的线程池我已经在前面介绍过了，默认是一个单任务串行的线程池，既然调用了executeOnExecutor那接下就围观executeOnExecutor里面的代码

从这个函数的实现上看，进入这个函数后，首先就开始判断当前执行的AsyncTask的状态，如果是PENDDING，说明当前的AsyncTask从未执行过，则直接把mStatus状态标记为RUNNING状态，如果AsyncTask已经执行过execute方法，则此处的mStatus将不会再是PENDDING状态将直接抛出异常，这就可以很好的解释清楚为什么一个AsyncTask不能调用两次execute

因为第一次调用的时候已经将PENDDING状态置为其他状态，再次判断到位非PENDDING状态调用就直接抛IllegalStateException了。
将mStatus状态进行设置后，接下来就会调用onPreExecute方法，

这个方法实际上就是一个空方法，由于调用次方的时依旧处于UI线程中，所以AsyncTask的子类可以重写此方法并在里面实现一些UI操作，这也是AsyncTask设计的时候留下来的一个扩展方法，可以用来做异步操作开始前的一些预备工作。

紧跟着，就开始将从execute传入的变长参数，存放到mWorker的成员变量中，并使用默认串行线程池来进行并发操作

到此，executeOnExecutor函数的讲解基本完成，接下来继续跟入到exec的execute代码中，又需要重新的回到了SerialExecutor中的代码和AsyncTask的构造函数中去，在此借机浏览mWorker类的实现代码

可以看到，WorkerRunnable实际上是一个带有mParams成员变量的一个抽象静态内部类而且继承了Callable，mWorker真是此类的实现实例，在executeOnExecutor中可以见到，mWorker中的成员变量mParams正是用来存放我们在execute调用的时候传入的参数。

在构造函数中可以看到mWorker被实例化并实现了Callable接口中的call函数（这个函数就是和线程池中执行Runnable接口中的run函数一样，只不过Callable可以返回结果状态），进入执行call函数中的代码，首先现将标记当前任务被调用执行的标记位设置为true，接下来设置好线程的执行优先级，就开始就开始进入我们一直最常见的doInBackground函数里面了，并将参数传入，怎样，有木有一步一步的更加明白调用的过程，在doInBackground被执行完了之后就会将执行结果返回作为调用postResult函数的参数，在postResult函数中你会见到我们更见熟悉的Handler，由它将doInBackground中的执行结果返回给我们的UI线程的消息队列中，最终由Handler中handleMessage来完成调用AsyncTask中finish方法，而finish方法中最终会判断doInBackground是正常执行完了，还是中途被取消掉，由此最终来确定是调用onCancelled还是onPostExecute，最后将AsyncTask的执行状态设置为FINISH来完成我们整个异步线程和UI线程之间的交互过程。这里还有另外一个地方需要注意一下，就是mFeture中的done方法，主要是用于处理execute的AsyncTask没有被执行的情况。



需要注意的是postResult中发送出去的消息类型是MESSAGE_POST_RESULT，这种消息的类型是表示着doInBackground被执行完的情况，但是你可以看到上面的InternalHandler类中，其实处理的消息有两种，这两种消息也在前面介绍成员变量的时候也提到过，另外一种消息的类型主要是用于向UI线程更新异步任务中执行任务的进度用的，例如我们最经常接触到的更新下载进度的例子，实际就是在doInBackground方法中不断的去调用下面的publishProgress方法，所以你也可以很清楚的看到，实际上也是在使用Handler发送MESSAGE_POST_PROGRESS类型的消息，最后在onProgressUpdate方法中进行相应的更新操作


而onProgressUpdate方法你也可以看到实际上也是AsyncTask留给我们扩展重写的方法

到此，我们已经基本了解了整个AsyncTask的整个工作的过程，接下来我们再接着看看AsyncTask执行异步的并发性。这回先不急着看代码，先瞧瞧Google提供的API文档接口里面的一些东西。


AsyncTask提供了两个类型的线程池，前面已经介绍过串行工作线程池和并发工作线程池，而执行AsyncTask的函数也有两个，一个是execute，另一个是executeOnExecutor，我们上面的代码也见到了，实际上我们调用execute在代码中也是调用了executeOnExecutor函数，那么跟大家说这些和AsyncTask执行异步任务的并发性有神马关系呢？我们重新回到SerialExecutor中的代码里面去

我们所有进行execute的AsyncTask，其本质都是最终被包装到一个FutureTask里面，然后放到一个Executor里面去执行，如果我们不另外指定这个Executor，那么默认就会用SerialExecutor来执行这些任务，SerialExecutor内部通过一个数组队列ArrayDeque来组织这些被执行任务，从代码中可以看到，每执行完一个任务，就会在ArrayDeque中删除，你只有在执行完了上一个Runnable任务的时候才可以接着执行下一个任务，如果前面的任务一直不执行完，那么后面任务永远也不会被执行到，这就很好解释了前面为什么说AsyncTask不适合用来做耗时很长的任务，因为一旦有一个任务耗时太长，在默认的AsyncTask执行机制下，后面的任务都将永远不会得到执行。如果你仔细的观察，也会看到执行AsyncTask的线程池都是静态的类变量，而不是成员变量，所以如果出现非常耗时的任务，将是涉及到app中所有的AsyncTask的问题。
Google在一开始设计AsyncTask的时候，主要是由于Android设备的配置当时还比较差，所以不适合太多的任务一起并发执行，考虑此些原因而将AsyncTask做成这种串行执行任务，不过随着硬件的发展，Google也考虑到AsyncTask所面临的多任务并发性问题，所以在Android3.0开始也扩展出了另外的THREAD_POOL_EXECUTOR并发线程池，但是从初始化THREAD_POOL_EXECUTOR的参数来看，Google仍然控制着AsyncTask同时执行任务的数目，并且直接跟CPU的核数挂钩，这样做也是在一定程度上考虑了性能的问题，Android3.0拓展出了executeOnExecutor接口，甚至可以通过executeOnExecutor接口在AsyncTask外部定义自己的并发线程池。到此我对AsyncTask的源代码解析已经差不多要进入尾声，最后想要再讲的一些主要就是AsyncTask的执行状态，以及取消正在执行的AsyncTask，关于这些主要可以看看下面的几段代码



想必大家到此，已经熟悉了整个AsyncTask的基本操作和相关的执行流程。
最后我再做一下个人的啰嗦总结，从我个人目前的开发经验上来看，AsyncTask这个类确实已经做了很好的封装，已经将异步线程和UI线程之间的交互做了很好的处理，所以开发者可以从这Google提供的类上愉快的进行编程，如果考虑到并发任务数量的问题，也可以使用3.0之后提供的接口来提高并发操作的数量，但是我们仍需要好好的控制任务的最大并发数量，因为数量太大也会造成app的性能问题，这也是为什么Google提供的多任务线程池并发任务数目要直接和CPU核数挂上钩的原因，而追溯到AsyncTask的本质，我们从源代码中也可以一目了然的看出，它其实就是FutureTask和Handler的结合体。
关于AsyncTask的源代码解析到此结束，希望本文能够帮助你在Android开发中更好的了解和使用AsyncTask，为了更好的帮助大家理清思路，后续我会另外写一篇博客用UML图表示出AsyncTask的工作过程，这样将会显得更加直观。尊重原创，转载请注明出处：http://blog.csdn.net/d_clock/article/details/43805779