Android中從源碼分析關於AsyncTask的使用

Android在框架層提供瞭異步任務類,AysncTask,用於執行後臺任務,並將執行結果更新到UI線程。為什麼要用異步任務呢?這是因為如果某個任務太耗時間的話,會阻塞UI主線程,而我們知道UI線程如果阻塞5秒的話,就會發生ANR(Application No Response)錯誤 ,就算沒有發生,主界面上看起來也會卡卡的,這顯然用戶體驗就不太好瞭。

而AsyncTask類則在不影響UI線程的情況下,另起子線程去做那些耗時比較久的任務,比如我們在TodoList中去讀取圖片這種情況,然後將處理後的結果再更新到UI線程,從而達到更好的用戶體驗。

下面是AsyncTask類的定義:

public abstract class AsyncTask {
    private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";
    ...

從上面的代碼可以看出,AsyncTask是一個抽象類,所以在使用AsyncTask的時候,我們要繼承它,實現一個子類,並實現其中一個方法,如下:

	class LoadImageTask extends AsyncTask{

		@Override
		protected ImageView doInBackground(String... params) {
			String photoImagePath = params[0];
			Bitmap bitmap = BitmapReader.readBigBitmapFromFile(photoImagePath,REQ_WIDTH);
			ImageView imageView = Helper.createImageViewFromBitmap(DetailActivity.this, bitmap);
			return imageView;
		}
		
		protected void onPostExecute(ImageView result) {
			imageViews.add(result);
			refreshGallery();
	    }
		
	}

對照 AsyncTask的三個參數,Params, Progress和Result,是泛型參數。

1)Params :參數,比如例子中定義的String類型,指向一個Image的路徑,這是傳給AysncTask的doInBackground方法。

2)Progress:這是在執行過程中會用到的一個參數,一般在顯示進度的時候會用到,在例子中不會用到,所以可以在這裡指定為Void。

3)Result:這是執行的結果對象,會作為onPostExecute方法的參數,在UI線程中處理。

由上面的例子也可以看到,一般我們實現的這個子類,要實現其中的兩個方法

1)doInBackground:這個方法,其實是在另外一個線程中執行的。

2)onPostExecute:而這個方法卻已經回到UI線程中來執行,所以可以在這裡將上一個方法中執行所得的結果在這裡更新到UI線程中。

那麼這裡面的機制是怎麼樣的呢,我們就來深入地看一下,也學習一下吧。

首先我們來看一下在Activity中,我們是怎麼樣來使用我們這個AsyncTask的吧,代碼如下:

	@Override
	protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data){		
		if (requestCode == REQUEST_FOR_CAMERA) {
			if(resultCode == RESULT_OK){
				isPhotoTaken = true;			
				photoFileNames.add(tempPhotoFileName);			
			}
		} else if (requestCode == REQUEST_FOR_GALLERY) {
			if(resultCode == RESULT_OK){
				isPhotoTaken = true;			
				ContentResolver resolver = getContentResolver();
				Uri uri = data.getData();
				tempPhotoFileName = Helper.getImagePath(resolver, uri);
				photoFileNames.add(tempPhotoFileName);				
			}
		}
		new LoadImageTask().execute(tempPhotoFileName);//調用其execute方法
	}

在TodoList的小demo中,在相機或者圖庫返回來圖片的路徑之後,我們就會調用AsynctTask的execute方法瞭,那麼這裡就是入口瞭。

進入AsyncTask類中,找到execute方法,如下:

    public final AsyncTask execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

可以看到,這裡調用的是executeOnExecutor方法,我們繼續找:

    public final AsyncTask 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;
    }

在這個方法中,我們可以發現,AsynctTask定義瞭一個mStatus的成員變量,來表示異步任務的運行狀態,分別是pending,running和finished,但隻有處於pending狀態的AsnycTask才能被執行。當狀態是Pending的時候,就會繼續執行,將狀態變成running,這樣能夠保證AsyncTask隻會被執行一次。

接著會調用onPreExecute方法做一些處理工作,這個方法其實我們也可以在子類中自己實現,如果有什麼需要處理的話,一般不用。

然後我們發現,我們傳進來的參數params會被傳給mWorker,然後會有一個executor來執行execute的方法,並且執行的參數是一個mFuture對象。那麼這兩個東西是什麼呢?

接著看如下代碼:

    public AsyncTask() {
        mWorker = new WorkerRunnable() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);

                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                return postResult(doInBackground(mParams));
            }
        };

        mFuture = new FutureTask(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 occured while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                }
            }
        };
    }

mWorker是一個WorkerRunnable對象,而實際上WorkerRunnable是AsyncTask的一個抽象內部類,實現瞭Callable接口,如下:

    private static abstract class WorkerRunnable implements Callable {
        Params[] mParams;
    }

而在上面的賦值過程,通過匿名類實現瞭WorkerRunnable,並其call方法中將線程優先級調整為後臺線程,然後會執行 doInBackground方法,不過現在還沒執行,咱們再看看FutureTask對象,下面是它的構造函數:

    public FutureTask(Callable callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        sync = new Sync(callable);
    }

而FutureTask是Java多線程模型的一部分,其間接地實現瞭Runnable(線程屬性)接口和Future(異步任務)接口,而在上面的executeOnExecutor方法中,正是將mWorker(實現瞭Callable接口)對象傳給它瞭,並被其封裝到成員變量sync中,這樣它們就共同表示瞭一個異步任務,到這裡,一個異步任務也就創建完成瞭。

從上面executeOnExecutor的方法,也可以看到,真正執行execute是一個Executor,而在AsyncTask中,其實是SerialExecutor,我們看看其構造函數:

    private static class SerialExecutor implements Executor {
        final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
        Runnable mActive;

        public synchronized void execute(final Runnable r) {
            mTasks.offer(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        r.run();//在新線程中調用瞭我們上面傳進來的FutureTask的run方法
                    } finally {
                        scheduleNext();
                    }
                }
            });
            if (mActive == null) {
                scheduleNext();
            }
        }

        protected synchronized void scheduleNext() {
            if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
                THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
            }
        }
    }

從上面,我們可以看到execute方法的參數就是一個Runnable,其實也就是FutrueTask瞭,在這裡,它會被封裝到一個新的線程中作為一個任務添加到mTasks隊列中,至於下面如何在THREAD_POOL_EXECUTOR中去執行mTasks我們就不再深入下去瞭,我們就來看看FutureTask的run方法,如下:

    public void run() {
        sync.innerRun();
    }

我們發現,它調用的是sync.innerRun(),那麼Sync的innerRun方法又幹瞭什麼呢?

        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
            }
        }

我們發現,它調用瞭callable的call方法,啊,我們終於來到瞭mWorker的call方法,回過頭看,不就是在那裡調用瞭doInBackground方法的嗎?所以,我們可以確定,doInBackground的確是在一個新的線程中執行的,並且是一個後臺線程。

但同時我們發現,其執行完之後,是作為一個參數傳遞給postResult的,繼續看下去:

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

可以看到,在這裡是利用瞭sHandler來發送異步消息的,而sHandler是在AsynctTask中定義的,如下:

private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();

InternalHandler定義如下

    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;
            }
        }
    }

我們可以在這裡發現,如果是MESSAGE_POST_RESULT,則會調用mTask的finish方法,然後就結束瞭,而如果是MESSAGE_POST_PROGRESS,則會調用 onProgressUpdate方法,那麼,很顯然這個mTask應該就是我們定久的AsyncTask瞭吧。我們看看AsyncTaskResult是什麼先,

    @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
    private static class AsyncTaskResult {
        final AsyncTask mTask;
        final Data[] mData;

        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
            mTask = task;
            mData = data;
        }
    }
}

我們發現,在上面傳進來的AsyncTaskResult的參數task的正好就是this,而它又賦值給瞭mTask的,所以說明,這個mTask就是我們在Activity中定義的LoadImageTask瞭,而它是在主線程中定義的,那麼很顯然,它的finish方法也是在主線程,也就是UI線程中執行的瞭,再來看看這個finish方法:

    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }

在這裡,我們終於看到瞭onPostExecute方法的調用瞭,這說明瞭,onPostExecute就是在UI線程中幹活的瞭。最後mStatus也被設計成FIINISHED瞭,這個異步任務也就結束瞭。

嗯,關於AsyncTask的基本原理到這裡也就結束瞭。

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