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之前写过一篇Handler的源码解析文章,因为AsyncTask底层也是Handler实现的,所以不了解的可以先去了解下Handler。本文也会再次分析下Handler,毕竟它是android源码中随处可见的东东。

一、Handler的简要分析

讲Handler之前我们先讲一下ThreadLocal的概念。简单的说,ThreadLocal是介于局部变量和全局变量之间,可以在不同线程中互不干扰地存储并提供数据。也就是说,变量a在A线程中值与在B线程中值可能是不同的。它通过get()和set()方法来获取和存储变量。

由于之前分析过Handler,在这里就大概的介绍,Handler底层是由MessageQueue和Looper去支撑。Looper可以理解为一个中介,负责论询MessageQueue中的消息,并它消息传给Handler进行处理。MessageQueue内部存储结构是一个单链表,可以快速的插入和删除。

在ActivityThread启动过程中就会创建Looper并存放在ThreadLocal中,在Handler的构造方法中就会通过Looper.myLooper()去ThreadLocal中获取该线程的Looper,接下来调用looper.prepare()方法,在该方法中创建MessageQueue,在 handler调用post或者sendMessage()时,就会调用enqueueMessage把消息存到单链表中,而looper.loop()方法其实就是一个死循环,一直在论询MessageQueue,如果获得到消息就调用target(其实就是handler)的dispatchMessage()并调用 handleMessage()进行消息处理。以上就是Handler的源码流程,如果感兴趣可以自行去跟一下。这里有一点需要强调下,就是在处理dispatchMessage()时,它的源码如下:

 public void dispatchMessage(Message msg) {
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            handleMessage(msg);
        }
    }

只有当callback为空时才会调用handleMessage,否则调用callback.handleMessage()。这里也给我们提供了一个思路,可以通过callback来拦截消息,比如以下代码:

private Handler H = new Handler(new Handler.Callback() {
    @Override
    public boolean handleMessage(Message msg) {
        if(msg.what == 0x11){
        return true;
    }else{
        return false;
    }
}}) {
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
            //处理相应业务
        };

这相当msg的what是0x11时,就不会再执行handleMessage了。
使用Handler有一点非常重要的,如果是在子线程使用,那需要手动的添加looper.prepare()和looper.loop()方法。而子线程handler的handleMessage也是在子线程中处理,这点需要处理。

二,HandlerThread

上面即然说到在子线程中使用Handler,那我们就来说下HandlerThread,HandlerThread其实就是一个封装好Thread,它可以使用Handler,之所以不提倡在子线程中直接使用Handler是因为它存在并发的问题。也就是说Handler在创建时需要获取Looper对象,但此时可能Thread还没有跑到Looper.prepare()那一步,那就会报空指针异常,看到这里我们第一反应肯定是那就用wait()和notifyAll()来实现啊。是的,HandlerThread就是加入了这两个元素,不信可以翻下源码:

 @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    
    public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }

HandlerThread在调用getLooper时,如果还不存在,就wait(),它本身是一个Thread,它在run方法创建完就会调用notifyAll(),这样getLooper就会继续执行。就这么简单。实现代码如下:

 HandlerThread thread = new HandlerThread("handler");
        thread.start();
        Handler h = new Handler(thread.getLooper()){
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                //处理相应业务
            };
        };
        h.sendEmptyMessage(0X11);

三,AsyncTask源码分析

上面说了那么多,都是在消息处理机制,感觉有点跑题了,囧。。。接下来就来分析下AsyncTask,终于进入正题了。

1.用法介绍

它可以在线程池中执行后台操作,并把进度结果传递给主线程。AsyncTask并不适合进行特别耗时的操作,对于耗时的任务来说建议使用线程池。

AsyncTask提供4个核心方法:

onPreExecute():执行前执行。

doInBackground(Params……params):执行任务,可通过publishProgress方法更新任务进度,publishProgress会调用onProgressUpdate,返回计算结果给onPostExecute。

onProgressUpdate(Progress……values):在主线程中执行,当后台任务执行进度发生改变时会调用。

onPostExecute(Result result):在任务执行之间调用。

它最基本的用法如下所示:

private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
        protected Long doInBackground(URL... urls) {
            int count = urls. length;
            long totalSize = 0;
            for ( int i = 0; i < count; i++) {
                // totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
                publishProgress(( int) ((i / ( float) count) * 100));
                // Escape early if cancel() is called
                if (isCancelled())
                    break;
            }
            return totalSize;
        }

        protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
            // setProgressPercent(progress[0]);
        }

        protected void onPostExecute(Long result) {
            // showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
        }
    }

好啦 ,讲完用法,来分析下它的源码吧!!
2.源码分析
从它的execute方法入手。

public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

sDefaultExecutor就是一个线程池,一个进程的所有线程都会在这个串行的线程池中排队。接着我们进入executeOnExecutor中看看:

 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;
    }

可以发现onPreExecute()最先执行。这也应验了我们之前的分析。接下来就调用了线程池执行代码,来看下AsyncTask线程池的实现。

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);
            }
        }
    }

系统会把Params封装成FutureTask类,这是一个并发类,相当于Runnable,接着会在SerialExcutor的execute中执行,如果没有正在活动的AsyncTask任务,就调用scheduleNext()执行下一个,从队列中poll对象执行,直到完成。所以它是串行的(注意,3.0以后AsyncTask是串行执行的)。

AsyncTask有两个线程池,(serialExecutor,THREAD_POOL_EXCUTOR),serialExecutor用于任务排队,THREAD_POOL_EXCUTOR用于执行任务。着重来看下THREAD_POOL_EXCUTOR。

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
<pre name="code" class="java">public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
        = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

有没有很熟悉,上篇博客就分析过线程池的用法,它的核心线程是CPU数量+1,最大线程数是2CPU+1,超时时间是一秒。由于FutureTask的run方法会调用mWorkder的call方法,所以就调用如下代码:

 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));
            }
        };

先设置mTaskInvoked为true,表示当前任务己经被调用过了。然后执行doInBackground()方法,并把结果返回给postResult();所以子线程的业务就在doInBackground方法中执行。结果有两种情况,后面会再讲到,先来看下postResult如下:

  private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

看到这里就明白了,它的底层还是Handler。这里就不再分析Handler了。主要找到handler,看getHandler()的方法。

    private static Handler getHandler() {
        synchronized (AsyncTask.class) {
            if (sHandler == null) {
                sHandler = new InternalHandler();
            }
            return sHandler;
        }
    }

很直然就进入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;
            }
        }
    }

两种情况,一种是运行结束,调用finish,一种是还没结束,调用onProgressUpdate传入进度值。是不是一下子就把三个方法串起来了。好了,到这里AsyncTask的源码就分析完了。

总结下就是AsyncTask底层由Handler来完成线程的切换,内部由线程池来执行。有两个线程池,一个用于任务排除,一个用于线程执行。
好啦 ,就写到这吧。