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[操作系统]AsyncTask源码探究


  整天用AsyncTask,但它的内部原理一直没有特意去研究,今天趁着有时间,码下它的原理。

  具体用法就不再说明,相信大家已经用得很熟练了,我们今天就从它怎么运行开始说。先新建好我们的AsyncTask:

1 class MyAsyncTask extends AsyncTask<String,Integer,Boolean>{2 3   @Override4   protected Boolean doInBackground(String... voids) {5     return true;6   }7 }

  好了,一个最基本的代码已经好了,接下来我们怎么运行它呢?当然,大家都知道的。

new MyAsyncTask().execute("参数");

  那平时做到这里,我们可能已经不去往不管了,因为已经执行起来了,但是,你有没有想过

  • 为什么调用execute()就可以运行了
  • 为什么doInBackground()方法里面不能操作UI,而onPostExecute就可以

  等等一连串的问题,接下来,我们就一步一步的去看一下,它内部到底做了哪些。

  首先,我们看到它new了一个AsyncTask对象,那我们就去它构建函数看看。

 1   public AsyncTask() { 2     mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { 3       public Result call() throws Exception { 4         mTaskInvoked.set(true); 5  6         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); 7         //noinspection unchecked 8         Result result = doInBackground(mParams); 9         Binder.flushPendingCommands();10         return postResult(result);11       }12     };13 14     mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {15       @Override16       protected void done() {17         try {18           postResultIfNotInvoked(get());19         } catch (InterruptedException e) {20           android.util.Log.w(LOG_TAG, e);21         } catch (ExecutionException e) {22           throw new RuntimeException("An error occurred while executing doInBackground()",23               e.getCause());24         } catch (CancellationException e) {25           postResultIfNotInvoked(null);26         }27       }28     };29   }

  看着很多,其它就是new了两个对象mWorker和mFuture,其实它们分别是Callable和Future的实现,关于它们两个的实现原理,我会在另外一篇文章里讲解。需要注意的是,在实例化mFuture时,把mWorker当作参数传入。现在还没有用到它们,我们接下来往下看execute():

 1   @MainThread 2   public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) { 3     return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params); 4   } 5  6   @MainThread 7   public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec, 8       Params... params) { 9     if (mStatus != Status.PENDING) {10       switch (mStatus) {11         case RUNNING:12           throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"13               + " the task is already running.");14         case FINISHED:15           throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"16               + " the task has already been executed "17               + "(a task can be executed only once)");18       }19     }20 21     mStatus = Status.RUNNING;22 23     onPreExecute();24 25     mWorker.mParams = params;26     exec.execute(mFuture);27 28     return this;29   }

  我们看到了onPreExecute(),这也解释了它确实比doInBackground运行的早,可以做一些准备工作。接下来,用到了我们前面提到的两个对象,这里是把我们传递过去的参数赋给了mWorker的变量,然后看26行 调用了Executor的execute(),并且把mFuture做为参数传递过去了,那我们看上一个方法,是把sDefaultExecutor当作参数传递过来的,那就看下它的定义:

1   public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();2   private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

  它的最后实现类是SerialExecutor。我们接着看这个类定义了什么。

 1   private static class SerialExecutor implements Executor { 2     final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>(); 3     Runnable mActive; 4  5     public synchronized void execute(final Runnable r) { 6       mTasks.offer(new Runnable() { 7         public void run() { 8           try { 9             r.run();10           } finally {11             scheduleNext();12           }13         }14       });15       if (mActive == null) {16         scheduleNext();17       }18     }19 20     protected synchronized void scheduleNext() {21       if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {22         THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);23       }24     }25   }

  这里面,SerialExecutor的方法execute()方法传入的参数Runnable,其实就是我们前面的mFuture(FutureTask实现了Future和Runnable),execute()方法内,会把我们传入的mFuture存入mTasks,这时mActive还等于null,所以会执行scheduleNext(),这样就会从队列中取出第一个,放入线程池中,开始执行,当前也就是我们刚刚放入的mFuture,也就是执行了mFuture的run方法,至于run方法内部怎么运行的,参见我的另一篇文章:Runnable和Future的原理 。总之呢,它就运行了mWorker的call(),为了方便理解,就把mWorker的call()代码从上面copy到这里
1       public Result call() throws Exception {2         mTaskInvoked.set(true);3 4         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);5         //noinspection unchecked6         Result result = doInBackground(mParams);7         Binder.flushPendingCommands();8         return postResult(result);9       }

  我们看到,4行修改了线程的优先级,第6行就有我们熟悉的doInBackground(),结果赋给了result,现在是在另外一个线程里面,所以,在doInBackground方法里面是不能操作UI的。最后返回的时候是调用了postResult(),并把结果当参数传入。

1   private Result postResult(Result result) {2     @SuppressWarnings("unchecked")3     Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,4         new AsyncTaskResult<Result>(this, result));5     message.sendToTarget();6     return result;7   }

  这里面就是我们熟悉的Handler了,查找Handler最后的实现。

 1   private static class InternalHandler extends Handler { 2     public InternalHandler() { 3       super(Looper.getMainLooper()); 4     } 5  6     @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"}) 7     @Override 8     public void handleMessage(Message msg) { 9       AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;10       switch (msg.what) {11         case MESSAGE_POST_RESULT:12           // There is only one result13           result.mTask.finish(result.mData[0]);14           break;15         case MESSAGE_POST_PROGRESS:16           result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);17           break;18       }19     }20   }

  根据我们发送消息的CODE 为 MESSAGE_POST_RESULT,我们发现执行的是第13行,仔细看代码会发现,result.mTask其它就是我们的MyAsyncTask对象,调用它的finish方法

1   private void finish(Result result) {2     if (isCancelled()) {3       onCancelled(result);4     } else {5       onPostExecute(result);6     }7     mStatus = Status.FINISHED;8   }

  这就一目了然了,最后会调用我们的onPostExecute方法,并把结果传过去。基本的调用流程就是这样的。

  如果你仔细看了,你可能会发现,mFuture实例化的时候,重写的done()方法并没有介绍到,那它在整个流程中处于什么样的作用呢,我们接下来,单独说一下。

      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);        }      }

 

  根据名字应该可以猜到,这个方法是在整个异步任务执行完后调用的,在Future中,通过get()就可以获取到我们前面说的mWorker中call方法的返回值(具体原理可看我另一篇文章),那我们再看postResultIfNotInvoked方法,到底对返回的结果做了哪些处理。

1   private void postResultIfNotInvoked(Result result) {2     final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();3     if (!wasTaskInvoked) {4       postResult(result);5     }6   }

  我们看到了postResult(),这个方法,我们在上面刚刚讲过,它是在mWorker的call方法中,返回的时候调用的,你可能会问了,这个方法怎么调用了两次,不慌,我们看上面这个方法的名字,就了了解原因了post result if not invoked ,很明显,这处的调用是防止call()里面没有调用而设置的,开关就是第2行的mTaskInvoked,它是一个AtomicBoolean,具体它干嘛的,自行google,我们发现在call方法里面,有这样一段代码

mTaskInvoked.set(true);

  所以,在postResultIfNotInvoked方法里面时,如果执行了call方法,这里就会返回true,下面就无法执行,这样就保证了postResult方法只执行了一次。