1.Android中的线程

在操作系统中,线程是操作系统调度的最小单元,同时线程又是一种受限的系统资源,即线程不可能无限制地产生,

并且  **线程的创建和销毁都会有相应的开销。**当系统中存在大量的线程时,

系统会通过会时间片轮转的方式调度每个线程,因此线程不可能做到绝对的并行。

如果在一个进程中频繁地创建和销毁线程,显然不是高效的做法。

正确的做法是采用线程池,一个线程池中会缓存一定数量的线程,

通过线程池就可以避免因为频繁创建和销毁线程所带来的系统开销。

2.AsyncTask简介

AsyncTask是一个抽象类,它是由Android封装的一个轻量级异步类(轻量体现在使用方便、代码简洁),

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UI。

AsyncTask的内部封装了两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler)。

其中SerialExecutor线程池用于任务的排队,让需要执行的多个耗时任务,按顺序排列,

THREAD_POOL_EXECUTOR线程池才真正地执行任务,InternalHandler用于从工作线程切换到主线程。

1.AsyncTask的泛型参数

AsyncTask的类声明如下:

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>

AsyncTask是一个抽象泛型类。

其中,三个泛型类型参数的含义如下:

**Params:**开始异步任务执行时传入的参数类型;

**Progress:**异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型;

**Result:**异步任务执行完成后,返回的结果类型;

如果AsyncTask确定不需要传递具体参数,那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

有了这三个参数类型之后,也就控制了这个AsyncTask子类各个阶段的返回类型,

如果有不同业务,我们就需要再另写一个AsyncTask的子类进行处理。

2.AsyncTask的核心方法

onPreExecute()

这个方法会在**后台任务开始执行之间调用,在主线程执行。

**用于进行一些界面上的初始化操作,比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会在子线程中运行,我们应该在这里去处理所有的耗时任务。

任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回,如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void,就可以不返回任务执行结果。注意,在这个方法中是不可以进行UI操作的,如果需要更新UI元素,比如说反馈当前任务的执行进度,可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。

onPostExecute(Result)

当doInBackground(Params...)执行完毕并通过return语句进行返回时,这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中,可以利用返回的数据来进行一些UI操作,在主线程中进行,比如说提醒任务执行的结果,以及关闭掉进度条对话框等。

上面几个方法的调用顺序:

onPreExecute() --> doInBackground() --> publishProgress() --> onProgressUpdate() --> onPostExecute()

如果不需要执行更新进度则为onPreExecute() --> doInBackground() --> onPostExecute(),

3.AsyncTask的简单使用

class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {  

    @Override
protected void onPreExecute() {
progressDialog.show();
} @Override
protected Boolean doInBackground(Void... params) {
try {
while (true) {
int downloadPercent = doDownload();
publishProgress(downloadPercent);
if (downloadPercent >= ) {
break;
}
}
} catch (Exception e) {
return false;
}
return true;
} @Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
progressDialog.setMessage("当前下载进度:" + values[] + "%");
} @Override
protected void onPostExecute(Boolean result) {
progressDialog.dismiss();
if (result) {
Toast.makeText(context, "下载成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else {
Toast.makeText(context, "下载失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
}

这里我们模拟了一个下载任务,在doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑,

在onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度,在onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。

如果想要启动这个任务,只需要简单地调用以下代码即可:

new DownloadTask().execute();

4.使用AsyncTask的注意事项

①异步任务的实例必须在UI线程中创建,即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。

②execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。

③不要手动调用onPreExecute(),doInBackground(Params... params),

  onProgressUpdate(Progress... values),onPostExecute(Result result)这几个方法。

④不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

⑤一个任务实例只能执行一次,如果执行第二次将会抛出异常。

3.AsyncTask的源码分析

先从初始化一个AsyncTask时,调用的构造函数开始分析。

public AsyncTask() {
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Result result = null;
try {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
postResult(result);
}
return 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);
}
}
};
}
这段代码虽然看起来有点长,但实际上并没有任何具体的逻辑会得到执行,只是初始化了两个变量,mWorker和mFuture,并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象,mFuture是一个FutureTask对象,这两个变量会暂时保存在内存中,稍后才会用到它们。 FutureTask实现了Runnable接口。

mWorker中的call()方法执行了耗时操作,即result = doInBackground(mParams);,然后把执行得到的结果通过postResult(result);,传递给内部的Handler跳转到主线程中。在这里这是实例化了两个变量,并没有开启执行任务。

那么mFuture对象是怎么加载到线程池中,进行执行的呢?

接着如果想要启动某一个任务,就需要调用该任务的execute()方法,因此现在我们来看一看execute()方法的源码,

如下所示:

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

调用了executeOnExecutor()方法,具体执行逻辑在这个方法里面:

 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 看出,先执行了onPreExecute()方法,然后具体执行耗时任务是在exec.execute(mFuture)

  把构造函数中实例化的mFuture传递进去了。

exec具体是什么?

从上面可以看出具体是sDefaultExecutor,再追溯看到是SerialExecutor类,具体源码如下:

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);
}
}
}
终于追溯到了调用了SerialExecutor 类的execute方法。SerialExecutor 是个静态内部类,是所有实例化的AsyncTask对象公有的,SerialExecutor 内部维持了一个队列,通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的,即多个任务需要一个个加到该队列中,然后执行完队列头部的再执行下一个,以此类推。

在这个方法中,有两个主要步骤。 ①向队列中加入一个新的任务,即之前实例化后的mFuture对象。

②调用 scheduleNext()方法,调用THREAD_POOL_EXECUTOR执行队列头部的任务。

由此可见SerialExecutor 类仅仅为了保持任务执行是串行的,实际执行交给了THREAD_POOL_EXECUTOR。

THREAD_POOL_EXECUTOR又是什么?

ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;

实际是个线程池,开启了一定数量的核心线程和工作线程。

。然后调用线程池的execute()方法。执行具体的耗时任务,即开头构造函数中mWorker中call()方法的内容。

先执行完doInBackground()方法,又执行postResult()方法,下面看该方法的具体内容:

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

该方法向Handler对象发送了一个消息,下面具体看AsyncTask中实例化的Hanlder对象的源码:

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;
}
}
}

在InternalHandler 中,如果收到的消息是MESSAGE_POST_RESULT,

即执行完了doInBackground()方法并传递结果,那么就调用finish()方法。

private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}

如果任务已经取消了,回调onCancelled()方法,否则回调 onPostExecute()方法。

如果收到的消息是MESSAGE_POST_PROGRESS,回调onProgressUpdate()方法,更新进度。

InternalHandler是一个静态类,为了能够将执行环境切换到主线程,因此这个类必须在主线程中进行加载。

所以变相要求AsyncTask的类必须在主线程中进行加载。

  

到此为止,从任务执行的开始到结束都从源码分析完了。

从上述源码分析中分析得到,默认情况下AsyncTask的执行效果是串行的,

因为有了SerialExecutor类来维持保证队列的串行。

如果想使用并行执行任务,那么可以直接跳过SerialExecutor类,使用executeOnExecutor()来执行任务。

4.AsyncTask使用不当的后果

1.)生命周期

AsyncTask不与任何组件绑定生命周期,所以在Activity/或者Fragment中创建执行AsyncTask时,

最好在Activity/Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean);

2.)内存泄漏

如果AsyncTask被声明为Activity的非静态的内部类,那么AsyncTask会保留一个对创建了AsyncTask的Activity的引用。

如果Activity已经被销毁,AsyncTask的后台线程还在执行,它将继续在内存里保留这个引用,导致Activity无法被回收,

引起内存泄露。

3.) 结果丢失

屏幕旋转或Activity在后台被系统杀掉等情况会导致Activity的重新创建,

之前运行的AsyncTask(非静态的内部类)会持有一个之前Activity的引用,这个引用已经无效,

这时调用onPostExecute()再去更新界面将不再生效。

5.参考文章

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