文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

详解Android中用于线程处理的AsyncTask类的用法及源码

2022-06-06 08:31

关注

为什么要用AsyncTask
我们写App都有一个原则,主线程不能够运行需要占用大量CPU时间片的任务,如大量复杂的浮点运算,较大的磁盘IO操作,网络socket等,这些都会导致我们的主线程对用户的响应变得迟钝,甚至ANR,这些会使应用的用户体验变差,但是有时又的确需要执行这些耗时的任务,那么我们通常可以使用AsyncTask或者new Thread
来处理,这样把任务放入工作线程中执行,不会占用主线程的时间片,所以主线程会及时响应用户的操作,如果使用new Thread来执行任务,那么如果需要中途取消任务执行或者需要返回任务执行结果,就需要我们自己维护很多额外的代码,而AsyncTask是基于concurrent架包提供的并发类实现的,上面的二个需求都已经帮我们封装了,这也是我们选择AsyncTask的原因。

怎么用AsyncTask
我们还是简单介绍下AsyncTask一些使用示例。我们先新建一个类DemoAsyncTask继承AsyncTask,因为AsyncTask是抽象类,其中doInBackground方法必须重写。


private class DemoAsyncTask extends AsyncTask<String, Void, Void> {
 @Override
 protected void onPreExecute() {
  super.onPreExecute();
 }
 @Override
 protected Void doInBackground(String... params) {
  return null;
 } 
 @Override
 protected void onPostExecute(Void aVoid) {
  super.onPostExecute(aVoid);
 }
 @Override
 protected void onProgressUpdate(Void... values) {
  super.onProgressUpdate(values);
 }
 @Override
 protected void onCancelled(Void aVoid) {
  super.onCancelled(aVoid);
 }
 @Override
 protected void onCancelled() {
  super.onCancelled();
 }
}
DemoAsyncTask task = new DemoAsyncTask();
task.execute("demo test AsyncTask");
//task.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR, "test");
//myTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, "test");

简单分析下
上面就是AsyncTask最简单的使用方法,我们上面重写的方法中,onInBackground方法运行在工作线程,其他的方法全部运行在主线程,另外它的运行方式Android提供给我们2个方法,上面都列出了。

1.第一个方法会使用默认的Executor执行我们的任务, 其实也就是SERIAL_EXECUTOR,SERIAL_EXECUTOR我们其实也是可以通过方法去自定义的,Android帮我们的默认实现是逐个执行任务,也就是单线程的,关于AsyncTask的任务执行是单线程实现还是多线程实现还有一段很有意思的历史,较早的版本是单线程实现,从Android2.X开始,Google又把它改为多线程实现,后来Google发现,多线程实现的话,会有很多需要保证线程安全的额外工作留给开发者,所以从Android3.0开始,又把默认实现改为单线程了,今天我们演示的是Framwork代码版本是21(Android5.0)。
2.同时也提供了多线程实现的接口,即我们上面写的最后一行代码 AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR。


public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
 return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

其实相信大家平时工作学习中经常使用AsyncTask,我们直接去看AsyncTask类源码(插一句题外话,平时大家也可以把自己工作学习中的心得体会总结一下,记下来~~)


public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
....
}

AsyncTask抽象类,有三个泛型参数类型,第一个是你需要传递进来的参数类型,第二个是任务完成进度的类型一般是Integer,第三个是任务完成结果的返回类型,有时这些参数不是全部需要,不需要的设为Void即可,另外Result只有一个,但Params可以有多个。
我们可以看到AsyncTask的默认构造器初始化了二个对象,mWorker和mFuture。


private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;
 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));
  }
 };
 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);
   }
  }
 };

mWoker实现了Callback接口,Callback接口是JDK1.5加入的高级并发架包里面的一个接口,它可以有一个泛型返回值。


public interface Callable<V> {

V call() throws Exception;
}

FutureTask实现了RunnableFuture接口,RunnableFuture接口是JDK提供的,看名称就知道它继承了Runnable和Future接口,mFuture是FutureTask的一个实例,可以直接被Executor类实例execute。我们来继续看AsyncTask的execute方法。


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;
}

先调用onPreExecute()方法,此时还在主线程(严格来说是调用AsyncTask执行的线程),然后exec.execute(mFuture),把任务交给exec处理,execute mFuture其实就是invoke mWoker,然后调用postResult(doInBackground(mParams)),此时已经运行在工作线程池,不会阻塞主线程。然后给mHandler发送MESSAGE_POST_RESULT消息,然后调用finish方法,如果isCancelled,回调onCancelled,否则回调onPostExecute。


private Result postResult(Result result) {
 @SuppressWarnings("unchecked")
 Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
   new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
 message.sendToTarget();
 return result;
}
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;
  }
 }
}
private void finish(Result result) {
 if (isCancelled()) {
  onCancelled(result);
 } else {
  onPostExecute(result);
 }
 mStatus = Status.FINISHED;
}

现在其实我们已经把AsyncTask整个执行任务的过程走完了,其中暴露给我们的那几个回调方法也都走到了。现在我们回过头来看,AsyncTask其实只是对JDK 1.5提供的高级并发特性,concurrent架包做的一个封装,方便开发者来处理异步任务,当然里面还有很多细节处理的方法值得大家学习,如任务执行进度的反馈,任务执行原子性的保证等,这些留给大家自己学习了。

源码分析
下面我们再深入一些,来看AsyncTask的源码。下面分析这个类的实现,主要有线程池以及Handler两部分。

线程池
当执行一个AsyncTask的时候调用的是execute()方法,就从这个开始看:


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; 
 //先执行 onPreExecute
 onPreExecute(); 
 mWorker.mParams = params; 
 exec.execute(mFuture); 
 return this; 
} 

execute方法会调用executeOnExecutor。在这个方法中先检查任务是否已经执行或者执行结束,然后把任务标记为running。最开始执行的是onPreExecute,接着把参数赋值给mWorker对象。这个mWorker是一个Callable对象,最终被包装为FutureTask,代码如下:


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

   
从上面的代码可以看出,在mWorker对象中的call()方法会调用doInbackground,返回值交给postResult方法,这个方法通过Handler发送消息,这一点稍后再详细分析。

在mWorker对象被封装成FutureTask之后交由线程池执行,从execute方法可以看出,使用的是sDefaultExecutor,它的值默认为SERIAL_EXECUTOR,也就是串行执行器,实现如下:


private static class SerialExecutor implements Executor { 
 //线性双向队列,用来存储所有的AsyncTask任务 
 final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>(); 
 //当前正在执行的AsyncTask任务 
 Runnable mActive; 
 public synchronized void execute(final Runnable r) { 
  //将新的AsyncTask任务加入到双向队列中 
  mTasks.offer(new Runnable() { 
   public void run() { 
    try { 
     //执行AsyncTask任务 
     r.run(); 
    } finally { 
     //当前任务执行结束后执行下一个任务
     scheduleNext(); 
    } 
   } 
  }); 
  if (mActive == null) { 
   scheduleNext(); 
  } 
 } 
 protected synchronized void scheduleNext() { 
  //从任务队列中取出队列头部的任务,如果有就交给并发线程池去执行 
  if ((mActive = mTasks.poll()) != null) { 
   THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive); 
  } 
 } 
}
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR 
  = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, 
    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory); 

在上面的代码中,如果有任务执行,那么SerialExecutor的execute方法会被调用,它的逻辑是把Runnable对象加入ArrayDeque队列中,然后判断mActivie是否为空。第一次执行时mActive当然为空,所以执行scheduleNext,其实就是取出任务队列中的第一个任务交给线程池(THREAD_POOL_EXECUTOR)执行。加入mTask队列的Runnable对象的run方法里最终一定会调用scheduleNext,那么又会从任务队列中取出队头任务执行。这样便实现了单线程顺序执行任务,所以在AsyncTask中默认启用的是单线程执行,只有上一个任务执行后才会执行下一个任务。如果想要启用多线程执行任务,可以直接调用 executeOnExecutor(Executor exec, Params... params),这里的Executor参数可以使用AsyncTask自带的THREAD_POOL_EXECUTOR,也可以自己定义。

Handler
AsyncTask内部用Handler传递消息,它的实现如下:


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; 
  } 
 } 
} 

如果消息类型是任务执行后的返回值(MESSAGE_POST_RESULT)将调用finish()方法:


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

从上面可以知道,如果任务取消了,将调用onCancelled,否则调用onPostExecute,所以一个AsyncTask任务如果取消了,那么onPostExecute将不会得到执行。

如果消息类型是执行进度(MESSAGE_POST_PROGRESS)将调用onProgressUpdate,这个方法默认是空方法,我们可以根据自己的需要重写。

总结
AsyncTask的主要逻辑就如上面所分析的,总结几个需要注意的地方:

AsyncTask的类必须在UI线程加载(从4.1开始系统会帮我们自动完成) AsyncTask对象必须在UI线程创建 execute方法必须在UI线程调用 不要手动调用onPreExecute()、doInBackground、onProgressUpdate方法 一个任务只能被调用一次(第二次调用会抛出异常) 您可能感兴趣的文章:Android中通过AsyncTask类来制作炫酷进度条的实例教程AsyncTask类实例详解


阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-移动开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯