11.2.2 AsyncTask的工作原理
为了分析AsyncTask的工作原理，我们从它的execute方法开始分析，execute方法又会调用executeOnExecutor方法，它们的实现如下所示：
@MainThread
public final AsyncTask execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
@MainThread
public final AsyncTask 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;
}
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，这个排队执行的过程后面会再进行分析。在executeOnExecutor方法中，AsyncTask的onPreExecute方法最先执行，然后线程池开始执行。
下面分析线程池的执行过程。
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
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);
}
}
}
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，线程池本质上仍然是线程的调用过程。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。
mWorker = new WorkerRunnable() {
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;
}
};
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。
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
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：
private static InternalHandler sHandler;
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler(Looper looper) {
super(looper);
}
@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;
}
}
}
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。如下所示：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
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，到这里AsyncTask的整个工作过程就分析完毕了。
可以进一步确定，从Android3.0开始，默认情况下，AsyncTask的确是串行执行的。
测试一个实验代码，单击按钮的时候同时执行5个AsyncTask任务，每个AsyncTask会休眠3s来模拟耗时操作，同时把每个AsyncTask执行结束的时间打印出来，这样我们就能观察出AsyncTask到底是串行执行还是并行执行。
private void test() {
new MyAsyncTask("AsyncTask#1").execute("");
new MyAsyncTask("AsyncTask#2").execute("");
new MyAsyncTask("AsyncTask#3").execute("");
new MyAsyncTask("AsyncTask#4").execute("");
new MyAsyncTask("AsyncTask#5").execute("");
}
private static class MyAsyncTask extends AsyncTask {
private String mName = "AsyncTask";
public MyAsyncTask(String name) {
this.mName = name;
}
@Override
protected String doInBackground(String... strings) {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return mName;
}
@Override
protected void onPostExecute(String s) {
SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
Log.d("WM",s + "execute finish at " + format.format(new Date()));
}
}
输出结果：
WM: AsyncTask#1execute finish at 2018-08-24 01:07:58
WM: AsyncTask#2execute finish at 2018-08-24 01:08:01
WM: AsyncTask#3execute finish at 2018-08-24 01:08:04
WM: AsyncTask#4execute finish at 2018-08-24 01:08:07
WM: AsyncTask#5execute finish at 2018-08-24 01:08:10
为了让AsyncTask可以在Android3.0及以上的版本上并行，可以采用AsyncTask的executeOnExecutor()方法，需要注意的是这个方法是Android3.0新添加的方法，并不能在低版本上使用。
private void test() {
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB) {
new MyAsyncTask("AsyncTask#1").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");
new MyAsyncTask("AsyncTask#2").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");
new MyAsyncTask("AsyncTask#3").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");
new MyAsyncTask("AsyncTask#4").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");
new MyAsyncTask("AsyncTask#5").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR,"");
}
}
输出结果：
WM: AsyncTask#2execute finish at 2018-08-24 01:22:16
WM: AsyncTask#1execute finish at 2018-08-24 01:22:16
WM: AsyncTask#3execute finish at 2018-08-24 01:22:19
WM: AsyncTask#4execute finish at 2018-08-24 01:22:19
WM: AsyncTask#5execute finish at 2018-08-24 01:22:22
这样，AsyncTask就能在Android4.0及以上并行运行了。