前言
在之前的文章深入探究了Handler，《從Handler.post(Runnable r)再一次梳理Android的訊息機制（以及handler的記憶體洩露）》我們知道了Android的訊息機制主要靠Handler來實現，但是在Handler的使用中，忽略記憶體洩露的問題，不管是程式碼量還是理解程度上都顯得有點不盡人意，所以Google官方幫我們在Handler的基礎上封裝出了AsyncTask。但是在使用AsyncTask的時候有很多細節需要注意，它的優點到底體現在哪裡？還是來看看原始碼一探究竟。
怎麼使用
來一段平常簡單使用AsyncTask來非同步操作UI執行緒的情況，首先新建一個類繼承AsyncTask，建構函式傳入我們要操作的元件（ProgressBar和TextView）
class MAsyncTask extends AsyncTask<Void, Integer, String>{
private ProgressBar mProgressBar;
private TextView mTextView;
public MAsyncTask(ProgressBar mProgressBar, TextView mTextView) {
this.mProgressBar = mProgressBar;
this.mTextView = mTextView;
}
@Override
protected void onPreExecute() {
mTextView.setText("開始執行");
super.onPreExecute();
}
@Override
protected String doInBackground(Void... params) {
for(int i = 0; i <= 100; i++){
publishProgress(i);//此行程式碼對應下面onProgressUpdate方法
try {
Thread.sleep(100);//耗時操作，如網路請求
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return "執行完畢";
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
mProgressBar.setProgress(values[0]);
super.onProgressUpdate(values);
}
@Override
protected void onPostExecute(String s) {
mTextView.setText(s);
super.onPostExecute(s);
}
}
複製程式碼在Activity中建立我們新建的MAsyncTask例項並且執行(無關程式碼省略)：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
MAsyncTask asyncTask = new MAsyncTask(mTestPB, mTestTV);
asyncTask.execute();//開始執行
...
}
}
複製程式碼看看原理
在上面的程式碼，我們開了個單一的執行緒來執行了一個簡單的非同步更新UI的操作（哈哈，可能會覺得AsyncTask有些大材小用了哈），現在來看看AsyncTask具體是怎麼實現的，先從構造方法開始：
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>
複製程式碼AsyncTask為抽象類，並且有三個泛型，我覺得這三個泛型是很多使用者不懂的根源：
- params：引數，在execute() 傳入，可變長引數，跟doInBackground(Void... params) 這裡的params型別一致，我這裡沒有傳引數，所以可以將這個泛型設定為Void
- Progress：執行的進度，跟onProgressUpdate(Integer... values) 的values的型別一致，一般情況為Integer
- Result：返回值，跟String doInBackground 返回的引數型別一致，且跟onPostExecute(String s) 的s引數一致，在耗時操作執行完畢呼叫。我這裡執行完畢返回了個字串，所以為String
看了這三個泛型，我們就基本上了解了AsyncTask的執行過程，主要就是上面程式碼重寫的那幾個方法，現在來仔細看，首先在繼承AsyncTask時有個抽象方法必須重寫:
@WorkerThread
protected abstract Result doInBackground(Params... params);
複製程式碼顧名思義，這個方法是在後臺執行，也就是在子執行緒中執行，需要子類來實現，在這個方法裡面我們可以呼叫publishProgress來傳送進度給UI執行緒，並且在onProgressUpdate方法中接收。
根據呼叫順序，我們一般會重寫這幾個方法：
//在doInBackground之前呼叫，在UI執行緒內執行
@MainThread
protected void onPreExecute() {
}
//在執行中，且在呼叫publishProgress方法時，在UI執行緒內執行，用於更新進度
@MainThread
protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
}
//在doInBackground之後呼叫，在UI執行緒內執行
@MainThread
protected void onPostExecute(Result result) {
}
複製程式碼我們來看看這個publishProgress方法是怎麼來呼叫onProgressUpdate方法的：
@WorkerThread
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
複製程式碼使用obtainMessage是避免重複建立訊息，呼叫了getHandler()然後傳送訊息,這裡是一個單例
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
複製程式碼返回了一個InternalHandler：
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler() {
super(Looper.getMainLooper());
}
@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;
}
}
}
複製程式碼在判斷訊息為MESSAGE_POST_PROGRESS後我們發現其實內部就是呼叫了Handler來實現這一切，包括執行結束時呼叫finish方法，這個我們後面再說。從頭來看一下AsyncTask的執行過程，來到execute方法：
/**
This method must be invoked on the UI thread.(這行註釋為Google官方註釋)
*/
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
複製程式碼注意！此方法必須在UI執行緒呼叫，這裡就不做測試了。在這裡又呼叫executeOnExecutor:
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
Params... params) {
......
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
複製程式碼我們發現在UI執行緒先呼叫了onPreExecute()，將傳入的引數賦值給mWorker.mParams，然後呼叫了引數exec的execute方法，並且將mFuture作為引數傳入，這裡就設計到了三個物件：sDefaultExecutor(在executeOnExecutor中傳入)、mWorker、mFuture，來看看它們的賦值在哪裡：
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);
}
}
}
複製程式碼我們發現sDefaultExecutor的賦值預設就是SERIAL_EXECUTOR，也就是一個順序執行的執行緒池，內部實現有一個任務佇列。
mWorker
private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
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);
}
};
......
}
private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
Params[] mParams;
}
複製程式碼在AsyncTask的構造方法中，給mWorker賦值為一個Callable（帶返回引數的執行緒，涉及到java併發的一些基礎知識，這裡不贅述），並且在call方法中執行了doInBackground方法，最後呼叫postResult方法
mFuture
private final FutureTask<Result> mFuture;
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 occurred while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
複製程式碼mFuture為FutureTask型別，這裡將mWorker傳入，在mWorker執行完畢後呼叫postResultIfNotInvoked方法，我們先看看這個方法：
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
複製程式碼其實這個方法也最後呼叫了postResult，在這之前做了個有沒呼叫的判斷，確保任務執行完畢後呼叫此方法。來看看postResult方法：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
複製程式碼又看到了熟悉的obtainMessage和sendToTarget傳送訊息，這次訊息內容變為MESSAGE_POST_RESULT，再來看看我們剛才已經提到的InternalHandler的handleMessage方法：
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;
}
}
複製程式碼最後根據訊息型別，這裡呼叫了result.mTask.finish，result型別為AsyncTaskResult：
private static class AsyncTaskResult<Data> {
final AsyncTask mTask;
final Data[] mData;
AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
mTask = task;
mData = data;
}
}
複製程式碼mTask的型別為AsyncTask，找到AsyncTask的finish方法：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
複製程式碼最後如果沒有取消的話呼叫了onPostExecute，也就是我們之前重寫的那個方法，在執行完畢後呼叫，並且此方法也在子執行緒。
多執行緒併發
正如開題所說，AsyncTask本質上就是對Handler的封裝，在執行之前，執行中，執行完畢都有相應的方法，使用起來也一目瞭然，不過這還並不是AsyncTask的最大的優點，AsyncTask最適合使用的場景是多執行緒，開始在程式碼中已經看到了在AsyncTask內部有自己維護的執行緒池，預設的是SERIAL_EXECUTOR
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
複製程式碼按照順序執行，一個任務執行完畢再執行下一個，還提供有一個支援併發的執行緒池：
//獲取CPU數目
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
//核心工作執行緒（同時執行的執行緒數）
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
//執行緒池允許的最大執行緒數目
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
//空閒執行緒超時時間（單位為S）
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
//執行緒工廠
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());
}
};
//阻塞佇列，用來儲存待執行的任務（最高128個）
private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
複製程式碼宣告為static，多個例項同用一個執行緒池，這個是Googl官方自帶的一個根據cpu數目來優化的執行緒池，使用方法如下：
for(int i = 0; i < 100; i++) {//模擬100個任務，不超過128
MAsyncTask asyncTask = new MAsyncTask(mTestPB, mTestTV);
asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
}
複製程式碼在executeOnExecutor中我們還可以傳入自己自定義的執行緒池：
//跟預設一樣的按順序執行
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newSingleThreadExecutor());
//無限制的Executor
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newCachedThreadPool());
//同時執行數目為10的Executor
asyncTask.executeOnExecutor(Executors.newFixedThreadPool(10));
複製程式碼總結
AsyncTask使用起來的確很簡單方便，內部也是Android的訊息機制，並且很快捷的實現了非同步更新UI，特別是多執行緒時也可以很好的表現，這個是我們單獨使用Handler時不具備的，但是在使用過程中注意內部方法的呼叫順序以及呼叫的時機，比如asyncTask.execute() 要在UI主執行緒中呼叫，在子執行緒中呼叫是不可以的，還有就是在使用時根據情況來決定到底應該用哪種執行緒池。