Android開發：AsyncTask源代碼完全解析

從事Java開發以來，接觸過很多的開源代碼，自己能夠明白代碼但是想要表達出來卻有點困難，從今天開始，逐漸開始對一些開源代碼進行解析並記錄成blog分享出來，希望以此提升自己的表達能力，如果文章中有什麼出錯之處，歡迎讀者在評論中指出方便我及時的修正，以免誤導其他讀者，如果你有什麼更好的建議也歡迎在下方留下你的評論，本人不勝榮幸。轉載此文的朋友請帶上好，扯淡的話到此為止，接下來進入正題。
作為一名Android開發者，一定對AsyncTask這個異步操作類不會陌生。這是我從大二開始接觸安卓開發以來，最具爭議性的一個類了，我看到網上很多人都在吐槽AsyncTask的性能多差，並發性多不行等等，在我所閱讀過的開源框架的代碼中很多異步操作也基本不用AsyncTask，都是采用Java的線程池操作，所以以至於有一段時間我也是從來不使用AsyncTask，認為AsyncTask的弊端很多，後來在公司裡的一位大神說了一句“你沒發現，AsyncTask已經封裝好了異步線程和UI線程之間的交互了嗎？Google提供這個類出來給開發者使用自然有他的道理”，我仔細一想，大神說的也挺有道理，回想之前看到的框架基本采用線程池來做異步操作，基本都是因為這些框架裡面都沒有涉及到與UI之間的交互，所以完全可以直接使用線程池來完成。於是便花一些時間好好琢磨一下AsyncTask的源代碼（其實這代碼已經開過好多遍了，每次看總是有新的體會），又瞎扯了一段內容。
日常開發中使用AsyncTask方式就像官方文檔提供出來的這段Demo Code一樣，首先繼承AsyncTask類實現相應的泛型參數，並重寫實現doInBackground抽象方法，這個方法就是用來執行我們需要的異步操作的。

如何使用AsyncTask來做異步操作呢，很簡單，同樣來一段官方的Demo Code

只需要new出這個AsyncTask並調用execute參入相應參數，即可以完成相應的異步操作流程，並最後將結果返回onPostExecute所處的主線程中進行處理，調用起來確實非常的方便就實現了和兩個線程之間的交互。到此，我們已經重溫了一邊AsyncTask的基本使用，如果身為Android程序員你還不熟悉的話，想必應該去廁所面壁思過了。最後漏了補充一下，在使用AsyncTask編程時候需要注意的一些地方<喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"這裡寫圖片描述" src="/uploadfile/Collfiles/20150214/201502140831128.png" title="\" />
CPU_COUNT：CPU的核數
CORE_POOL_SIZE ：最線程池並發線程數，直接和CPU核數掛鉤
MAXIMUM_POOL_SIZE：線程池中的最大線程數，直接和CPU核數掛鉤
KEEP_ALIVE：線程池中線程的最大存活時間
sThreadFactory：用於構造線程池的工廠，重寫了newThread方法為每個線程做了命名，方便調試跟蹤
sPoolWorkQueue：線程池中的工作隊列，最大容量128的鏈式阻塞隊列
THREAD_POOL_EXECUTOR：多任務並發工作線程池，初始化參數為以上的各大參數
SERIAL_EXECUTOR：串行工作線程池，實現類為下面的SerialExecutor

sHandler：AsyncTask類的中用於線程交互的Handler，實現類為內部類InternalHandler（AsyncTask的實現就是將Thread和Handler進行封裝來達到交互，省去我們變成時候自己封裝的過程）
MESSAGE_POST_RESULT：sHandler返回結果的消息類型
MESSAGE_POST_PROGRESS：sHandler返回進度的消息類型
sDefaultExecutor：AsyncTask類的默認線程池，默認使用SERIAL_EXECUTOR串行線程池進行初始化
mWorker：實現Callable接口的類，在構造函數中初始化
mFuture：FutureTask實例，和mWorker搭配使用，同樣在下面的構造函數中初始化
mStatus：標記當前AsyncTask的運行狀態，有PENDING, RUNNING, FINISHED三種分別用於表示等待運行，運行中和運行結束這三種狀態
mCancelled：運行任務被取消的標記位
mTaskInvoked：任務已經被調度運行的標記位

到此，我們已經粗略的窺探完一些基礎部分的代碼，先了解上面這些才能夠方便理解接下來繼續圍觀的代碼流程，我們知道，要執行一個AsyncTask，只需要在new出來後，調用execute方法就開始了一個異步任務，接下來就從execute的代碼開始下手，官方文檔上顯示，提供的execute方法有兩個，我們平常經常調用的是下面紅色框框中的那個

接下來就跟進這裡的代碼，接著進行圍觀

大家可以看到execute函數中指調用了executeOnExecutor函數，並將其結果返回而已，而executeOnExecutor究竟用來干啥，從名字上看，顧名思義應該是在線程池中執行某個線程任務，他傳入的參數有兩個，除了execute本身傳入的變長參數以外，就是AsyncTask類的靜態變量sDefaultExecutor，這個靜態的線程池我已經在前面介紹過了，默認是一個單任務串行的線程池，既然調用了executeOnExecutor那接下就圍觀executeOnExecutor裡面的代碼

從這個函數的實現上看，進入這個函數後，首先就開始判斷當前執行的AsyncTask的狀態，如果是PENDDING，說明當前的AsyncTask從未執行過，則直接把mStatus狀態標記為RUNNING狀態，如果AsyncTask已經執行過execute方法，則此處的mStatus將不會再是PENDDING狀態將直接拋出異常，這就可以很好的解釋清楚為什麼一個AsyncTask不能調用兩次execute

因為第一次調用的時候已經將PENDDING狀態置為其他狀態，再次判斷到位非PENDDING狀態調用就直接拋IllegalStateException了。
將mStatus狀態進行設置後，接下來就會調用onPreExecute方法，

這個方法實際上就是一個空方法，由於調用次方的時依舊處於UI線程中，所以AsyncTask的子類可以重寫此方法並在裡面實現一些UI操作，這也是AsyncTask設計的時候留下來的一個擴展方法，可以用來做異步操作開始前的一些預備工作。

緊跟著，就開始將從execute傳入的變長參數，存放到mWorker的成員變量中，並使用默認串行線程池來進行並發操作

到此，executeOnExecutor函數的講解基本完成，接下來繼續跟入到exec的execute代碼中，又需要重新的回到了SerialExecutor中的代碼和AsyncTask的構造函數中去，在此借機浏覽mWorker類的實現代碼

可以看到，WorkerRunnable實際上是一個帶有mParams成員變量的一個抽象靜態內部類而且繼承了Callable，mWorker真是此類的實現實例，在executeOnExecutor中可以見到，mWorker中的成員變量mParams正是用來存放我們在execute調用的時候傳入的參數。

在構造函數中可以看到mWorker被實例化並實現了Callable接口中的call函數（這個函數就是和線程池中執行Runnable接口中的run函數一樣，只不過Callable可以返回結果狀態），進入執行call函數中的代碼，首先現將標記當前任務被調用執行的標記位設置為true，接下來設置好線程的執行優先級，就開始就開始進入我們一直最常見的doInBackground函數裡面了，並將參數傳入，怎樣，有木有一步一步的更加明白調用的過程，在doInBackground被執行完了之後就會將執行結果返回作為調用postResult函數的參數，在postResult函數中你會見到我們更見熟悉的Handler，由它將doInBackground中的執行結果返回給我們的UI線程的消息隊列中，最終由Handler中handleMessage來完成調用AsyncTask中finish方法，而finish方法中最終會判斷doInBackground是正常執行完了，還是中途被取消掉，由此最終來確定是調用onCancelled還是onPostExecute，最後將AsyncTask的執行狀態設置為FINISH來完成我們整個異步線程和UI線程之間的交互過程。這裡還有另外一個地方需要注意一下，就是mFeture中的done方法，主要是用於處理execute的AsyncTask沒有被執行的情況。



需要注意的是postResult中發送出去的消息類型是MESSAGE_POST_RESULT，這種消息的類型是表示著doInBackground被執行完的情況，但是你可以看到上面的InternalHandler類中，其實處理的消息有兩種，這兩種消息也在前面介紹成員變量的時候也提到過，另外一種消息的類型主要是用於向UI線程更新異步任務中執行任務的進度用的，例如我們最經常接觸到的更新下載進度的例子，實際就是在doInBackground方法中不斷的去調用下面的publishProgress方法，所以你也可以很清楚的看到，實際上也是在使用Handler發送MESSAGE_POST_PROGRESS類型的消息，最後在onProgressUpdate方法中進行相應的更新操作


而onProgressUpdate方法你也可以看到實際上也是AsyncTask留給我們擴展重寫的方法

到此，我們已經基本了解了整個AsyncTask的整個工作的過程，接下來我們再接著看看AsyncTask執行異步的並發性。這回先不急著看代碼，先瞧瞧Google提供的API文檔接口裡面的一些東西。


AsyncTask提供了兩個類型的線程池，前面已經介紹過串行工作線程池和並發工作線程池，而執行AsyncTask的函數也有兩個，一個是execute，另一個是executeOnExecutor，我們上面的代碼也見到了，實際上我們調用execute在代碼中也是調用了executeOnExecutor函數，那麼跟大家說這些和AsyncTask執行異步任務的並發性有神馬關系呢？我們重新回到SerialExecutor中的代碼裡面去

我們所有進行execute的AsyncTask，其本質都是最終被包裝到一個FutureTask裡面，然後放到一個Executor裡面去執行，如果我們不另外指定這個Executor，那麼默認就會用SerialExecutor來執行這些任務，SerialExecutor內部通過一個數組隊列ArrayDeque來組織這些被執行任務，從代碼中可以看到，每執行完一個任務，就會在ArrayDeque中刪除，你只有在執行完了上一個Runnable任務的時候才可以接著執行下一個任務，如果前面的任務一直不執行完，那麼後面任務永遠也不會被執行到，這就很好解釋了前面為什麼說AsyncTask不適合用來做耗時很長的任務，因為一旦有一個任務耗時太長，在默認的AsyncTask執行機制下，後面的任務都將永遠不會得到執行。如果你仔細的觀察，也會看到執行AsyncTask的線程池都是靜態的類變量，而不是成員變量，所以如果出現非常耗時的任務，將是涉及到app中所有的AsyncTask的問題。
Google在一開始設計AsyncTask的時候，主要是由於Android設備的配置當時還比較差，所以不適合太多的任務一起並發執行，考慮此些原因而將AsyncTask做成這種串行執行任務，不過隨著硬件的發展，Google也考慮到AsyncTask所面臨的多任務並發性問題，所以在Android3.0開始也擴展出了另外的THREAD_POOL_EXECUTOR並發線程池，但是從初始化THREAD_POOL_EXECUTOR的參數來看，Google仍然控制著AsyncTask同時執行任務的數目，並且直接跟CPU的核數掛鉤，這樣做也是在一定程度上考慮了性能的問題，Android3.0拓展出了executeOnExecutor接口，甚至可以通過executeOnExecutor接口在AsyncTask外部定義自己的並發線程池。到此我對AsyncTask的源代碼解析已經差不多要進入尾聲，最後想要再講的一些主要就是AsyncTask的執行狀態，以及取消正在執行的AsyncTask，關於這些主要可以看看下面的幾段代碼


編程，如果考慮到並發任務數量的問題，也可以使用3.0之後提供的接口來提高並發操作的數量，但是我們仍需要好好的控制任務的最大並發數量，因為數量太大也會造成app的性能問題，這也是為什麼Google提供的多任務線程池並發任務數目要直接和CPU核數掛上鉤的原因，而追溯到AsyncTask的本質，我們從源代碼中也可以一目了然的看出，它其實就是FutureTask和Handler的結合體。