Android(安卓)AysncTask 从源码角度简单理解它的使用限制原因

AsyncTask 介绍

AsyncTask 是一种轻量级的异步任务类，他可以在线程池中执行后台任务，但是 AsyncTask 并不适合执行特别耗时的后台任务，对于特别耗时的任务，建议使用线程池。

查看 AsyncTask 源码可知道其不适合执行特别耗时的任务：

AsyncTask is designed to be a helper class around {@link Thread} and {@link Handler} * and does not constitute a generic threading framework. AsyncTasks should ideally be * used for short operations (a few seconds at the most.) If you need to keep threads * running for long periods of time, it is highly recommended you use the various APIs * provided by the java.util.concurrent package such as {@link Executor}, * {@link ThreadPoolExecutor} and {@link FutureTask}.

AsyncTask 是一个抽象的泛型类，他提供了 Params,Progress,Result 这三个泛型参数，Params 表示参数的类型，Progress 表示后台任务执行的进度，Result 表示后台任务的返回结果的类型，如果 AsyncTask 不需要床底参数，三个参数可直接用 Void 表示。

AsyncTask 提供了几个核心方法，它们的含义如下：

onPreExecute()
在主线程执行，在异步任务开始之前执行，在该方法中可以做一些准备工作
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，在该方法中可以调用publishProgress(Integer...values);来更新任务进度，而该方法会调用onProgressUpdate()方法。
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会调用该方法。
onCancelled(Long aLong)
在主线程中执行，当任务被取消时，onPostExecute方法不会被调用。取消任务的方法是：

if (task.getStatus() == AsyncTask.Status.RUNNING){    task.cancel(true) ;}

onPostExecute(Result result)
在主线程中执行，在异步任务执行完成之后，该方法会被调用，其中result参数是后台任务的返回值，即doInBackground()的返回值。

AsyncTask 使用时候的一些限制

AsyncTask 在具体的使用过程中会有一些条件限制，主要有以下几点：

AsyncTask 的类必须在主线程中加载，在 android4.1 以上已经被系统自动完成。

因为源码中Handler对象是一个静态的成员对象，而静态成员对象在加载类时会自动进行初始化。又因为Handler对象是在主线程中创建，所以AsyncTask类也是在主线程中加载。

AsyncTask 的对象必须在主线程中创建

因为 AsyncTask是封装了Thread和Handler，为了能够将执行环境切换到主线程这就要求源码中的Handler对象必须在主线程中创建。

execute 方法必须在 UI 线程中加载
因为exrcute()调用的executeOnExecutor()中执行了的onPreExecute();方法，该方法是在UI线程中执行，所以execute 方法必须在 UI 线程中加载
不要在程序中直接调用 onPreExecute()、onPostExecute、doInBackgroung()和 onProgressUpdate()
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。源码中写道：

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)");    }}

在 Android 1.6 之前，AsyncTask 是串行执行任务，Android 1.6 之后开始采用线程池来处理并行任务，但是从 Android 3.0 开始，为了避免 AsyncTask 所带来的并发错误， AsyncTask 有采用一个线程来串行执行任务。尽管如此，在 Android 3.0 即后续的版本中，我们仍然可以通过 AsyncTask 的 executeOnExecutor 方法来并行的执行任务。

AsyncTask 工作原理分析

找到入口 `execute()` 方法一路跟踪。

进入 execute() 该方法又调用 executeOnExecutor() 方法。

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

在 executeOnExecutor 方法中发现先调用了onPreExcute()方法，然后开始执行线程池中的任务。

@MainThreadpublic 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;    // 进行初始化    onPreExecute();    mWorker.mParams = params;    // 线程池开始执行    exec.execute(mFuture);    return this;}

跟进execute()发现它是Executor接口中的一个方法，那么就找找exec是什么？

/** @hide */public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {    sDefaultExecutor = exec;}

而sDefaultExecutor被赋值为:

private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

而SERIAL_EXECUTOR是SerialExecutor的实例:

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();

SerialExecutor的实现如下：

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) {            // 通过线程池去执行任务            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);        }    }}

从上面的代码可以知道AsyncTask默认是串行执行的，因为在mTask任务队列中没有正在活动的 AsyncTask 任务才会执行SerialExecutor 的 scheduleNext 方法去执行下一个任务。

那么它是如何在得到任务进度和执行的结果呢？
在构造函数中又这么一段：

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;    }};

可以看到doInBackgroung返回的值给了result,然后通过postResult(result)发送出去,postResult()代码如下：

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

可以看到是通过消息发送出去了，那我们找到Handler 中处理消息的方法 handleMessage看看收到消息后是如何处理的，找到handleMessage:

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;        }    }}

而InternalHandler实例的创建如下：

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

可以看到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对象必须在主线程中创建，又因为静态成员会在加载类的时候进行初始化，所以这也就变相要求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。

可以看到在接收到MESSAGE_POST_RESULT消息后执行了result.mTask.finish(result.mData[0]),也就是调用了AsyncTask 自己的 finish(),方法如下：

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

finish方法中判断如果AsyncTask任务被取消，直接调用onCancelled(result);取消任务，否则调用onPostExecute(result) ;去执行任务。

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