AsyncTask的工作原理 Android源码分析

AsyncTask的工作原理概述

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UL从实现上来说，AsyncTask封装了Thread和Handler，通过AsyncTask可以更加方便地执行后台任务以及在主线程中访问UI，但是AsyncTask并不适合进行特别耗时的后台任务，对于特别耗时的任务来说，建议使用线程池。
AsyncTask是一个抽象的泛型类，它提供了Params、Progress和Result这三个泛型参数，其中Params表示参数的类型，Progress表示后台任务的执行进度的类型，而Result则表示后台任务的返回结果的类型，如果AsyncTask确实不需要传递具体的参数，那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

核心方法

onPreExecute()，在主线程中执行，在异步任务执行之前，此方法会被调用，一般可以用于做一些准备工作。
doInBackground(Params…params)，在线程池中执行，此方法用于执行异步任务，params参数表示异步任务的输入参数。在此方法中可以通过publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法。另外此方法需要返回计算结果给onPostExecute方法。另外，publishProgress还要判断下载任务是否被外界取消了。
onProgressUpdate(Progress…values)，在主线程中执行，当后台任务的执行进度发生改变时此方法会被调用。
onPostExecute(Result result)，在主线程中执行，在异步任务执行之后，此方法会被调用，其中result参数是后台任务的返回值，即doInBackground的返回值。

onPreExecute先执行，接着是doInBackground，最后才是onPostExecute。除了上述四个方法以外，AsyncTask还提供了onCancelled()方法，它同样在主线程中执行，当异步任务被取消时，onCancelled()方法会被调用，这个时候onPostExecute则不会被调用。

使用限制

AsyncTask的类必须在主线程中加载，这就意味着第一次访问AsyncTask必须发生在主线程，当然这个过程在Android4.1及以上版本中己经被系统自动完成。
AsyncTask的对象必须在主线程中创建。
execute方法必须在UI线程调用。
不要在程序中直接调用onPreExecute、onPostExecute、doInBackground和onProgressUpdate方法。
一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报运行时异常。
在Android1.6之前，AsyncTask是串行执行任务的，Android1.6的时候AsyncTask开始采用线程池里处理并行任务，但是从Android3.0开始，为了避免AsyncTask所带来的并发错误，AsyncTask又釆用一个线程来串行执行任务。尽管如此，在Android3.0以及后续的版本中，我们仍然可以通过AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行地执行任务。

工作原理

首先，execute方法会被调用，execute方法又会调用executeOnExecutor方法。

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在上面的代码中，sDefaultExecutor实际上是一个串行的线程池，一个进程中所有的AsyncTask全部在这个串行的线程池中排队执行。在executeOnExecutor方法中，AsyncTask的onPreExecute方法最先执行，然后线程池开始执行。

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从SerialExecutor的实现可以分析AsyncTask的排队执行的过程。首先系统会把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象，FutureTask是一个并发类，在这里它充当了Runnable的作用。接着这个FutureTask会交给SerialExecutor的execute方法去处理，SerialExecutor的execute方法首先会把FutureTask对象插入到任务队列mTasks中，如果这个时候没有正在活动的AsyncTask任务，那么就会调用SerialExecutor的scheduleNext方法来执行下一个AsyncTask任务。同时当一个AsyncTask任务执行完后，AsyncTask会继续执行其他任务直到所有的任务都被执行为止，从这一点可以看出，在默认情况下，AsyncTask是串行执行的。
AsyncTask中有两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler)，其中线程池SerialExecutor用于任务的排队，而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正地执行任务，InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程。在AsyncTask的构造方法中有如下这么一段代码，由于FutureTask的run方法会调用mWorker的call方法，因此mWorker的call方法最终会在线程池中执行。

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在mWorker的call方法中，首先将mTaskInvoked设为true，表示当前任务已经被调用过了，然后执行AsyncTask的doInBackground方法，接着将其返回值传递给postResult方法，它的实现如下所示。

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在上面的代码中，postResult方法会通过sHandler发送一个MESSAGE_POST_RESULT的消息，这个sHandler的定义如下所示。

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可以发现，sHandler是一个静态的Handler对象，为了能够将执行环境切换到主线程，这就要求sHandler这个对象必须在主线程中创建。由于静态成员会在加载类的时候进行初始化，因此这就变相要求AsyncTask的类必须在主线程中加载，否则同一个进程中的AsyncTask都将无法正常工作。sHandler收到MESSAGE_POST_RESULT这个消息后会调用AsyncTask的finish方法。AsyncTask的finish方法的逻辑比较简单，如果AsyncTask被取消执行了，那么就调用onCancelled方法，否则就会调用onPostExecute方法，可以看到doInBackground的返回结果会传递给onPostExecute方法。

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