前言

AsyncTask異步任務(wù)，用于執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)并在UI線程中更新結(jié)果。

我們都知道，Android UI線程中不能執(zhí)行耗時(shí)的任務(wù)，否則就會(huì)出現(xiàn)ANR。對(duì)于耗時(shí)的操作就需要放到子線程中操作，操作完成后需要通知UI線程進(jìn)行更新等操作，這就需要Android的異步消息機(jī)制（創(chuàng)建一個(gè)Message對(duì)象，使用Handler發(fā)送出去，然后在Handler的handleMessage()方法中獲得剛才發(fā)送的Message對(duì)象，然后在這里進(jìn)行UI操作）。

不過本文要說的是AsyncTask，其實(shí)早在Android 1.5版本就引入這個(gè)類，所以我知道大多數(shù)人對(duì)它的用法都已經(jīng)非常熟悉了?；居梅ㄔ诰W(wǎng)上搜搜就有很多教程，然而，在使用時(shí)，仍需要注意其潛在的問題以及缺陷。

[TOC]

AsyncTask 簡(jiǎn)單使用

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

 private static final String TAG = "MainActivity";
 private ProgressDialog mDialog;
 private AsyncTask mAsyncTask;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_main);

  mDialog = new ProgressDialog(this);
  mDialog.setMax(100);
  mDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
  mDialog.setCancelable(false);
  mAsyncTask = new MyAsyncTask();

  findViewById(R.id.tv).setOnClickListener(this);
 }

 @Override
 public void onClick(View view) {
  mAsyncTask.execute();
 }

 private class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, Void> {

  @Override
  protected void onPreExecute() {
   mDialog.show();
   Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + " onPreExecute ");
  }

  @Override
  protected Void doInBackground(Void... params) {

   // 模擬數(shù)據(jù)的加載,耗時(shí)的任務(wù)
   for (int i = 0; i < 100; i++) {
    try {
     Thread.sleep(80);
    } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
    }
    publishProgress(i);
   }

   Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + " doInBackground ");
   return null;
  }

  @Override
  protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
   mDialog.setProgress(values[0]);
   Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + " onProgressUpdate ");
  }

  @Override
  protected void onPostExecute(Void result) {
   // 進(jìn)行數(shù)據(jù)加載完成后的UI操作
   mDialog.dismiss();
   Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + " onPostExecute ");
  }
 }
}

如以上實(shí)例中，當(dāng)UI線程中需求處理耗時(shí)的操作時(shí)，我們可以放在AsyncTask的doInBackground方法中執(zhí)行，這個(gè)抽象的類，有幾個(gè)方法需要我們重新，除了doInBackground，我們可以在onPreExecute中為這個(gè)耗時(shí)方法進(jìn)行一些預(yù)處理操作，同時(shí)我們?cè)趏nPostExecute中對(duì)UI進(jìn)行更新操作。實(shí)例中的publishProgress對(duì)應(yīng)的回調(diào)是onProgressUpdate，這樣可以實(shí)時(shí)更新UI，提供更好的用戶體驗(yàn)。

AsyncTask 原理

AsyncTask主要有二個(gè)部分：一個(gè)是與主線的交互，另一個(gè)就是線程的管理調(diào)度。雖然可能多個(gè)AsyncTask的子類的實(shí)例，但是AsyncTask的內(nèi)部Handler和ThreadPoolExecutor都是進(jìn)程范圍內(nèi)共享的，其都是static的，也即屬于類的，類的屬性的作用范圍是CLASSPATH，因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程一個(gè)VM，所以是AsyncTask控制著進(jìn)程范圍內(nèi)所有的子類實(shí)例。

1、與主線程交互

與主線程交互是通過Handler來進(jìn)行的，因?yàn)楸疚闹饕接慉syncTask在任務(wù)調(diào)度方面的，所以對(duì)于這部分不做細(xì)致介紹，感興趣的朋友可以繼續(xù)去看AsyncTask的源碼部分。

2、線程任務(wù)的調(diào)度

內(nèi)部會(huì)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程作用域的線程池來管理要運(yùn)行的任務(wù)，也就就是說當(dāng)你調(diào)用了AsyncTask#execute()后，AsyncTask會(huì)把任務(wù)交給線程池，由線程池來管理創(chuàng)建Thread和運(yùn)行Therad。對(duì)于內(nèi)部的線程池不同版本的Android的實(shí)現(xiàn)方式是不一樣的：

AsyncTask 發(fā)展

接下來我們先簡(jiǎn)單的了解一下AsyncTask的歷史

首先在android 3.0之前的版本，ThreadPool的限制是5個(gè)，線程的并發(fā)量是128個(gè),阻塞隊(duì)列長(zhǎng)度10，也就是說超過138個(gè)則會(huì)拋出異常。因此我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候，一定要主要這部分限制，正確的使用。

到了在Android 3.0之后的，也許是Google也意識(shí)到這個(gè)問題，對(duì)AsyncTask的API做了調(diào)整：

· execute()提交的任務(wù)，按先后順序每次只運(yùn)行一個(gè)也就是說它是按提交的次序，每次只啟動(dòng)一個(gè)線程執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，完成之后再執(zhí)行第二個(gè)任務(wù)，也就是相當(dāng)于只有一個(gè)后臺(tái)線程在執(zhí)行所提交的任務(wù)(Executors.newSingleThreadPool() )。

· 新增了接口executeOnExecutor()這個(gè)接口允許開發(fā)者提供自定義的線程池來運(yùn)行和調(diào)度Thread，如果你想讓所有的任務(wù)都能并發(fā)同時(shí)運(yùn)行，那就創(chuàng)建一個(gè)沒有限制的線程池(Executors.newCachedThreadPool() )，并提供給AsyncTask。這樣這個(gè)AsyncTask實(shí)例就有了自己的線程池而不必使用AsyncTask默認(rèn)的。

· 新增了二個(gè)預(yù)定義的線程池SERIAL_EXECUTOR和THREAD_POOL_EXECUTOR。其實(shí)THREAD_POOL_EXECUTOR并不是新增的，之前的就有，只不過之前(Android 2.3)它是AsyncTask私有的，未公開而已。THREAD_POOL_EXECUTOR是一個(gè)corePoolSize為5的線程池，也就是說最多只有5個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行，超過5個(gè)的就要等待。所以如果使用executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR)就跟2.3版本的AsyncTask.execute()效果是一樣的。而SERIAL_EXECUTOR是新增的，它的作用是保證任務(wù)執(zhí)行的順序，也就是它可以保證提交的任務(wù)確實(shí)是按照先后順序執(zhí)行的。它的內(nèi)部有一個(gè)隊(duì)列用來保存所提交的任務(wù)，保證當(dāng)前只運(yùn)行一個(gè)，這樣就可以保證任務(wù)是完全按照順序執(zhí)行的，默認(rèn)的execute()使用的就是這個(gè)，也就是executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR)與execute()是一樣的。

AsyncTask 源碼簡(jiǎn)析

這里我們從AsyncTask的起點(diǎn)開始分析，主要有 execute() 、executeOnExecutor() 。

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

1. 從代碼中可以看出，execute()其實(shí)也是通過執(zhí)行executeOnExecutor()方法，只是將其中的Executor設(shè)置為默認(rèn)值。
2. 在executeOnExecutor()中將當(dāng)前AsyncTask的狀態(tài)為RUNNING，上面的switch也可以看出，每個(gè)異步任務(wù)在完成前只能執(zhí)行一次。
3. 接下來就執(zhí)行了onPreExecute() ，當(dāng)前依然在UI線程，所以我們可以在其中做一些準(zhǔn)備工作。
4. 將我們傳入的參數(shù)賦值給了mWorker.mParams
5. 最后exec.execute(mFuture)

相信大家對(duì)代碼中出現(xiàn)的mWorker，以及mFuture都會(huì)有些困惑。接下來我們來看看mWorker找到這個(gè)類：

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> { 
  Params[] mParams; 
} 

可以看到是Callable的子類，且包含一個(gè)mParams用于保存我們傳入的參數(shù)，下面看初始化mWorker的代碼：

  public AsyncTask() { 
  mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { 
   public Result call() throws Exception { 
    mTaskInvoked.set(true); 
 
    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); 
    //noinspection unchecked 
    return postResult(doInBackground(mParams)); 
   } 
  }; 
 //...
 } 

可以看到mWorker在構(gòu)造方法中完成了初始化，并且因?yàn)槭且粋€(gè)抽象類，在這里new了一個(gè)實(shí)現(xiàn)類，實(shí)現(xiàn)了call方法，call方法中設(shè)置mTaskInvoked=true，且最終調(diào)用doInBackground(mParams)方法，并返回Result值作為參數(shù)給postResult方法.可以看到我們的doInBackground出現(xiàn)了，下面繼續(xù)看：

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

可以看到postResult中出現(xiàn)了我們熟悉的異步消息機(jī)制，傳遞了一個(gè)消息message, message.what為MESSAGE_POST_RESULT；message.object= new AsyncTaskResult(this,result);

private static class AsyncTaskResult<Data> { 
  final AsyncTask mTask; 
  final Data[] mData; 
 
  AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) { 
   mTask = task; 
   mData = data; 
  } 
 } 

AsyncTaskResult就是一個(gè)簡(jiǎn)單的攜帶參數(shù)的對(duì)象。

看到這，我相信大家肯定會(huì)想到，在某處肯定存在一個(gè)sHandler，且復(fù)寫了其handleMessage方法等待消息的傳入，以及消息的處理。

private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler(); 
 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; 
   } 
  } 
} 

這里出現(xiàn)了我們的handleMessage，可以看到，在接收到MESSAGE_POST_RESULT消息時(shí)，執(zhí)行了result.mTask.finish(result.mData[0]);其實(shí)就是我們的AsyncTask.this.finish(result) ，于是看finish方法

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

可以看到，如果我們調(diào)用了cancel()則執(zhí)行onCancelled回調(diào)；正常執(zhí)行的情況下調(diào)用我們的onPostExecute(result);主要這里的調(diào)用是在handler的handleMessage中，所以是在UI線程中。最后將狀態(tài)置為FINISHED。

mWoker看完了，應(yīng)該到我們的mFuture了，依然實(shí)在構(gòu)造方法中完成mFuture的初始化，將mWorker作為參數(shù)，復(fù)寫了其done方法。

public AsyncTask() { 
 ... 
  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 occured while executing doInBackground()", 
       e.getCause()); 
    } catch (CancellationException e) { 
     postResultIfNotInvoked(null); 
    } 
   } 
  }; 
} 

任務(wù)執(zhí)行結(jié)束會(huì)調(diào)用：postResultIfNotInvoked(get());get()表示獲取mWorker的call的返回值，即Result.然后看postResultIfNotInvoked方法

private void postResultIfNotInvoked(Result result) { 
    final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get(); 
    if (!wasTaskInvoked) { 
      postResult(result); 
    } 
} 

如果mTaskInvoked不為true，則執(zhí)行postResult；但是在mWorker初始化時(shí)就已經(jīng)將mTaskInvoked為true，所以一般這個(gè)postResult執(zhí)行不到。好了，到了這里，已經(jīng)介紹完了execute方法中出現(xiàn)了mWorker和mFurture，不過這里一直是初始化這兩個(gè)對(duì)象的代碼，并沒有真正的執(zhí)行。下面我們看真正調(diào)用執(zhí)行的地方。execute方法中的：還記得上面的execute中的：exec.execute(mFuture)

exec為executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params)中的sDefaultExecutor

下面看這個(gè)sDefaultExecutor

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR; 
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor(); 
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sDefaultExecutor其實(shí)為SerialExecutor的一個(gè)實(shí)例，其內(nèi)部維持一個(gè)任務(wù)隊(duì)列；直接看其execute（Runnable runnable）方法，將runnable放入mTasks隊(duì)尾；再判斷當(dāng)前mActive是否為空，為空則調(diào)用scheduleNext。方法scheduleNext，則直接取出任務(wù)隊(duì)列中的隊(duì)首任務(wù)，如果不為null則傳入THREAD_POOL_EXECUTOR進(jìn)行執(zhí)行。下面看THREAD_POOL_EXECUTOR為何方神圣：

public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR 
   =new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, 
     TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory); 

可以看到就是一個(gè)自己設(shè)置參數(shù)的線程池，參數(shù)為：

private static final int CORE_POOL_SIZE = 5; 
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128; 
private static final int KEEP_ALIVE = 1; 
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() { 
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1); 
public Thread newThread(Runnable r) { 
  return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement()); 
 } 
 }; 
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue = 
   new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10); 

看到這里，大家可能會(huì)認(rèn)為，背后原來有一個(gè)線程池，且最大支持128的線程并發(fā)，加上長(zhǎng)度為10的阻塞隊(duì)列，可能會(huì)覺得就是在快速調(diào)用138個(gè)以內(nèi)的AsyncTask子類的execute方法不會(huì)出現(xiàn)問題，而大于138則會(huì)拋出異常。其實(shí)不是這樣的，我們?cè)僮屑?xì)看一下代碼，回顧一下sDefaultExecutor，真正在execute()中調(diào)用的為sDefaultExecutor.execute：

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，如果此時(shí)有10個(gè)任務(wù)同時(shí)調(diào)用execute（s synchronized）方法，第一個(gè)任務(wù)入隊(duì)，然后在mActive = mTasks.poll()) != null被取出，并且賦值給mActivte，然后交給線程池去執(zhí)行。然后第二個(gè)任務(wù)入隊(duì)，但是此時(shí)mActive并不為null，并不會(huì)執(zhí)行scheduleNext();所以如果第一個(gè)任務(wù)比較慢，10個(gè)任務(wù)都會(huì)進(jìn)入隊(duì)列等待；真正執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)的時(shí)機(jī)是，線程池執(zhí)行完成第一個(gè)任務(wù)以后，調(diào)用Runnable中的finally代碼塊中的scheduleNext，所以雖然內(nèi)部有一個(gè)線程池，其實(shí)調(diào)用的過程還是線性的。一個(gè)接著一個(gè)的執(zhí)行，相當(dāng)于單線程。

總結(jié)：

AsyncTask在并發(fā)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)時(shí)發(fā)生異常。其實(shí)還是存在的，在3.0以前的系統(tǒng)中還是會(huì)以支持多線程并發(fā)的方式執(zhí)行，支持并發(fā)數(shù)也是我們上面所計(jì)算的128，阻塞隊(duì)列可以存放10個(gè)；也就是同時(shí)執(zhí)行138個(gè)任務(wù)是沒有問題的；而超過138會(huì)馬上出現(xiàn)java.util.concurrent.RejectedExecutionException；而在在3.0以上包括3.0的系統(tǒng)中會(huì)為單線程執(zhí)行（即我們上面代碼的分析）

好了，以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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