android異步消息機(jī)制從源碼層面解析（2）

AsyncTask

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什么是AsyncTask

AsyncTask是一個(gè)輕量級(jí)的異步任務(wù)類，它可以在線程池中執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)，然后把執(zhí)行的進(jìn)度和結(jié)果傳遞給主線程并在主線程中更新UI。

AsyncTask這個(gè)類的聲明如下

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>

它提供了Params, Progress和 Result三個(gè)泛型參數(shù)，在下面會(huì)仔細(xì)分析這三個(gè)泛型參數(shù)的具體含義。

AsyncTask提供了四個(gè)核心方法

onPreExecute()

此方法在主線程中執(zhí)行，在異步任務(wù)執(zhí)行之前，此方法會(huì)被調(diào)用，一般用于一些準(zhǔn)備工作，例如下載進(jìn)度條的初始化。

doInBackground(Params… params)

此方法在子線程中執(zhí)行，用于執(zhí)行異步任務(wù)，注意這里的params就是AsyncTask的第一個(gè)參數(shù)類型。在此方法中可以通過調(diào)用publicProgress方法來更新任務(wù)進(jìn)度，publicProgress會(huì)調(diào)用onProgressUpdate方法。

onProgressUpdate(Progress… values)

此方法在主線程中執(zhí)行，values的類型就是AsyncTask傳入的第二個(gè)參數(shù)類型，當(dāng)后臺(tái)任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度發(fā)生變化時(shí)此方法執(zhí)行。

onPostExecute(Result result)

此方法在主線程中執(zhí)行，在doInBackground方法執(zhí)行完成以后此方法會(huì)被調(diào)用，其中result的類型就是AsyncTask傳入的第三個(gè)參數(shù)類型，它的值就是doInBackground方法的返回值。

接著還是看一下AsyncTask最常見的用法，該事例就是下載一張圖片到手機(jī)內(nèi)存的cache目錄下，下載開始時(shí)會(huì)彈出進(jìn)度框，在下載過程中顯示下載的進(jìn)度，下載完成后關(guān)閉進(jìn)度框，如成功則出現(xiàn)下載成功的Toast，失敗則彈出失敗的Toast。

class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Integer,Boolean> {
 @Override
 protected void onPreExecute() {
 progressDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this);
 progressDialog.setTitle("下載進(jìn)度");
 progressDialog.setMax(100);
 progressDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
 progressDialog.setCancelable(true);
 progressDialog.show();
 }

  @Override
protected Boolean doInBackground(Void... params) {
 HttpURLConnection conn = null;
 try {
  conn = (HttpURLConnection) params[0].openConnection();
  conn.setRequestMethod("GET");
  conn.setConnectTimeout(5000);
  conn.setReadTimeout(5000);
  final int contentLength;
  if (conn.getResponseCode() == 200) {
  contentLength = conn.getContentLength();
  File file = new File(getCacheDir(),"hh.jpg");
  InputStream is= null;
  FileOutputStream fos= new FileOutputStream(file);
  is = conn.getInputStream();
  int len = 0;
  long totalSize = 0;
  byte[] bytes = new byte[102];
  while ((len = is.read(bytes))!=-1) {
   fos.write(bytes,0,len);
   totalSize += len*100;
   int progress = (int) (totalSize/contentLength);
   publishProgress(progress);
  }
 }

 } catch (IOException e) {
  e.printStackTrace();
 }
  return true;
}

  @Override
 protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
  progressDialog.setProgress(values[0]);

  }

  @Override
 protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) {
  progressDialog.dismiss();
  if (result) {
  Toast.makeText(context, "下載成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  } else {
  Toast.makeText(context, "下載失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show();
   }
  }
 }

這個(gè)類主要用于模擬文件的下載過程，它輸入?yún)?shù)為圖片url地址，后臺(tái)的進(jìn)程參數(shù)為Integer類型，后臺(tái)任務(wù)的返回結(jié)果為bollean類型。當(dāng)要執(zhí)行上述下載任務(wù)時(shí)，可以通過如下方式來完成：

//在主線程中調(diào)用，執(zhí)行后就會(huì)執(zhí)行doInBackground等方法
URL url = new URL("http://192.168.43.21:8080/ditu.jpg");
   new MyAsyncTask().execute(url);

源碼分析

首先我們從AsyncTask的構(gòu)造方法著手。

 /**
  * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
  */
 public AsyncTask() {
  mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
   public Result call() throws Exception {
    mTaskInvoked.set(true);

    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    //noinspection unchecked
    Result result = doInBackground(mParams);
    Binder.flushPendingCommands();
    return postResult(result);
   }
  };

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

1.如注釋所說，這個(gè)構(gòu)造方法必須在UI線程中調(diào)用。
2.構(gòu)造函數(shù)主要是創(chuàng)建了兩個(gè)實(shí)例。一個(gè)是WorkerRunnable，它是一個(gè)Callback對(duì)象。另一個(gè)是FutureTask，它的參數(shù)就是前面創(chuàng)建的WorkerRunnable對(duì)象。

接下來我們?cè)倏碅syncTask的execute()方法，這個(gè)方法是整個(gè)異步任務(wù)的入口。

@MainThread
 public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
  return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
 }
  @MainThread
 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()調(diào)用
  onPreExecute();
  //這里的參數(shù)由AsyncTask構(gòu)造函數(shù)傳進(jìn)來的第一個(gè)參數(shù)，傳入到doInBackground(mParams)中
  mWorker.mParams = params;
  //*******************
  exec.execute(mFuture);

  return this;
 }

我們看到了onPreExecute()被調(diào)用了，證明它確實(shí)是在執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)之前調(diào)用了，且是在主線程調(diào)用。此時(shí)我們執(zhí)行了實(shí)例代碼中的進(jìn)度條顯示框的顯示操作，此時(shí)的界面如下

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，在此方法中還進(jìn)行了一個(gè)操作exec.execute(mFuture)，首先我們得知道exec到底是什么？在下面源碼中我們就能得到答案。

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

根據(jù)如上代碼以及executeOnExecutor傳進(jìn)來的參數(shù)，我們看到這里的exec其實(shí)就是SerialExecutor，那我們就來看看SerialExecutor的execute方法

public synchronized void execute(final Runnable r) {
   mTasks.offer(new Runnable() {
    public void run() {
     try {
      r.run();
     } finally {
      scheduleNext();
     }
    }
   });
   if (mActive == null) {
    scheduleNext();
   }
  }

我們看到在子線程里執(zhí)行了r.run(),根據(jù)execute()方法傳入的參數(shù)可知這里的r就是最開始在構(gòu)造方法中創(chuàng)建的FutureTask，當(dāng)然接下來就該看看FutureTask的run()方法了

public void run() {
  if (state != NEW ||
   !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
   return;
  try {
   Callable<V> c = callable;
   if (c != null && state == NEW) {
    V result;
    boolean ran;
    try {
    //****************************
     result = c.call();
     ran = true;
    } catch (Throwable ex) {
     result = null;
     ran = false;
     setException(ex);
    }
    if (ran)
     set(result);
   }
  } finally {
   // runner must be non-null until state is settled to
   // prevent concurrent calls to run()
   runner = null;
   // state must be re-read after nulling runner to prevent
   // leaked interrupts
   int s = state;
   if (s >= INTERRUPTING)
    handlePossibleCancellationInterrupt(s);
  }
 }

這里有一個(gè)result = c.call()方法，而這里的c就是Callable c = callable;里傳進(jìn)來的callable，而callable就是我們最開始在AsyncTask構(gòu)造方法里傳進(jìn)來的WorkerRunnable，所以接著就該看看WorkerRunnable的call()方法，這個(gè)call()方法主要是調(diào)用了doInBackground(mParams)和postResult(result)方法

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

1.在這里我們看到doInBackground(mParams)方法的調(diào)用，并且此時(shí)仍然是在子線程中，所以在這里可以執(zhí)行耗時(shí)操作。在上面的案例中doInBackground方法里的代碼將會(huì)執(zhí)行，當(dāng)執(zhí)行到publishProgress()方法時(shí)，會(huì)不斷將進(jìn)度信息傳遞給onProgressUpdate()方法（后面的分析中會(huì)解釋為什么publishProgress()的執(zhí)行能導(dǎo)致onProgressUpdate()方法的調(diào)用），讓此方法執(zhí)行更新UI.執(zhí)行到這里時(shí)，案例中的下載界面如下，此時(shí)進(jìn)度正好走到50%：

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2.方法的最后執(zhí)行了postResult(result)方法，這里面的result參數(shù)就是我們doInBackground(mParams)的返回值，這個(gè)方法的主要作用就是創(chuàng)建一個(gè)InternalHandler實(shí)例并發(fā)送what=MESSAGE_POST_RESULT的消息，我們接著看這個(gè)方法的源碼

private Result postResult(Result result) {
  @SuppressWarnings("unchecked")
  Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
    new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
  message.sendToTarget();
  return result;
 }
 //message方法的sendToTarget()，最終還是handler發(fā)送信息個(gè)消息隊(duì)列
 public void sendToTarget() {
  target.sendMessage(this);
 }

熟悉handler的朋友知道，target.sendMessage(this)方法就是將消息發(fā)送給了消息隊(duì)列，而這個(gè)攜帶的消息就是message本身，message當(dāng)中攜帶有MESSAGE_POST_RESULT和new AsyncTaskResult(this, result))對(duì)象，而這個(gè)對(duì)象由getHandler發(fā)送，最后也會(huì)由它來handleMessage()（對(duì)這個(gè)消息進(jìn)行處理），所以我們必須找到這個(gè)handler

private static Handler getHandler() {
  synchronized (AsyncTask.class) {
   if (sHandler == null) {
   //在這里創(chuàng)建了名為sHandler的InternalHandler實(shí)例
    sHandler = new InternalHandler();
   }
   return sHandler;
  }
 }

根據(jù)上面getHandler()方法可知這個(gè)handler對(duì)象就是InternalHandler，那接下來的任務(wù)就是分析InternalHandler的handlerMessage()方法，這個(gè)方法的作用就是根據(jù)postResult(Result result)方法中的sHandler發(fā)送的不同消息進(jìn)行判斷來執(zhí)行不同的邏輯。

@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;
   }
}
//result.mTask.finish(result.mData[0])方法如下
 private void finish(Result result) {
  if (isCancelled()) {
   onCancelled(result);
  } else {
   onPostExecute(result);
  }
  mStatus = Status.FINISHED;
 }
//result.mTask.onProgressUpdate(result.mData)
 @MainThread
 protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
 }

由上面源碼可知，它根據(jù)msg攜帶的不同what信息進(jìn)行不同的消息處理，當(dāng)what = MESSAGE_POST_RESULT時(shí)，最終會(huì)執(zhí)行onCancelled(result)或者onPostExecute(result)，這兩個(gè)方法執(zhí)行時(shí)全部都是在主線程，而MESSAGE_POST_RESULT就是剛剛獲取信息時(shí)傳入的。執(zhí)行在這里時(shí)我們下載事例的代碼就走到了onPostExecute(result)，我們進(jìn)行了進(jìn)度框的隱藏操作，執(zhí)行的界面如下：

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但是MESSAGE_POST_PROGRESS參數(shù)又是哪里傳來的，沒錯(cuò)，就是publishProgress(Progress… values)

@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
 if (!isCancelled()) {
    getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
     new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
  }
 }

這里傳入MESSAGE_POST_PROGRESS，并且此方法在WorkerThread中調(diào)用。這樣onProgressUpdate(Progress… values)方法就能順利執(zhí)行。整個(gè)流程結(jié)束

總結(jié)

1.AsyncTask的對(duì)象只能在主線程中創(chuàng)建
2.execute()方法只能在UI線程執(zhí)行
3.不要在程序中直接調(diào)用onPreExecute,onPostExecute,doInBackground,onProgressUpdate方法
4.一個(gè)AsyncTask對(duì)象只能執(zhí)行一次execute方法，否者會(huì)報(bào)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，在執(zhí)行execute方法時(shí)，會(huì)調(diào)用到如下代碼證明這個(gè)結(jié)論

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)");
   }
  }

5.在Android1.6之前，AsyncTask是串行執(zhí)行任務(wù)，在1.6以后，改為在線程池里并行處理任務(wù)，在3.0以后，又改為在線程池里串行執(zhí)行任務(wù)。

在AsyncTask中有兩個(gè)線程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一個(gè)handler(InternalHandler).
其中SerialExecutor用于任務(wù)的排隊(duì)。在上面代碼中，我們已經(jīng)看到，在AsyncTask.execute的執(zhí)行過程中我們會(huì)調(diào)用它的execute方法

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);
   }
  }
 }

我們看到首先會(huì)將FutureTask對(duì)象插入到隊(duì)列mTask中，如果這個(gè)時(shí)候沒有正在執(zhí)行的AsyncTask活動(dòng)，就會(huì)調(diào)用scheduleNext();執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)，當(dāng)一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成后又會(huì)執(zhí)行下一個(gè)，從這可以看出AsyncTask默認(rèn)是串行執(zhí)行的

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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