异步 -- AsyncTask

查看源码 AsyncTask 只是对 Thread 和 Handler 的一个封装，其中线程是使用线程池技术。

基本概念

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
    public AsyncTask() {...}
    protected void onPreExecute() {...}
    protected abstract Result doInBackground(Params... params);
    protected void onProgressUpdate(Progress... values) {...}
    protected void onPostExecute(Result result) {...}
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {...}
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,  Params... params) {...}
    public static void execute(Runnable runnable) {...}
    ...
}

3 个泛型参数

AsyncTask　<Params, Progress, Result>

• Params
  指定的是我们传递给异步任务执行时的参数的类型。注意：这里是可变长参数，如果只传递了一个参数，使用时为 params[0]。
• Progress
  指定的是我们的异步任务在执行的时候将执行的进度返回给 UI 线程的参数的类型。注意：这里也是可变长参数，如果只传递了一个参数，使用时为 progress[0]。
• Result
  指定的是异步任务执行完后返回给 UI 线程的结果的类型。

我们在定义一个类继承 AsyncTask 类的时候，必须指定好这三个泛型的类型，如果都不指定的，则将其写成 Void。

4 个执行步骤

• onPreExecute()
UI Thread 当中执行，这个方法是在执行异步任务之前的时候执行，我们可以在异步任务执行前做 UI 提示。
• doInBackground(Params... params)
  这个方法就是来处理异步任务的方法，执行耗时操作。这个方法也是必须要实现的抽象方法。
• onProgressUpdate(Progess... values)
UI Thread 当中执行，用来更新进度条等。
• onPostExecute(Result... result)
UI Thread 当中执行，当异步任务执行完之后，将 doInBackground 结果返回给这个方法来更新 UI。

2 种执行方式

“执行”必须在主线程中调用，而后台线程的执行方式可以为串行或者并行执行。

• 串行：execute(Params... params)/execute(Runnable runnable)
• 并行：executeOnExecutor(Executor exec, Params... params)

注意：各 SDK 版本 execute 默认执行方式不统一，1.5 中顺序执行，1.6 到 2.3 中并行执行，3.0 以后又改回串行执行，并添加并行执行接口 executeOnExecutor。

注意事项

• 必须在 UI 线程中加载和创建，以及调用 execute
• 不能做特别耗时的操作，建议只几秒内的异步任务
• 一个 AsyncTask 对象只能被执行一次，即只能调用一次 execute，否则会抛出异常报错:
  Caused by: java.lang.IllegalStateException: Cannot execute task: the task has already been executed (a task can be executed only once)
• 不能在程序中主动调用 4 个步骤

代码示例

// 初始化AsyncTask及执行
protected void function() {
    ...
    // 串行执行，识别一张 bitmap，每次执行前都需要重新 new 一个对象
    mClassifierAsyncTask = new ClassifierAsyncTask();    
    mClassifierAsyncTask.execute(bitmap);
}

// 自定义 AsyncTask 任务类，实现 doInBackground
private ClassifierAsyncTask mClassifierAsyncTask;
private class ClassifierAsyncTask extends AsyncTask<Bitmap , Void, String >{

    @Override
    protected void onPreExecute() {
        super.onPreExecute();
        mTvResult.setText(getString(R.string.classifying));
    }

    @Override
    protected String doInBackground(Bitmap... bitmaps) {
        if(mMyTfClassifier == null) {
            mMyTfClassifier = new MyTfClassifier(MainActivity.this);
        }
        String result = mMyTfClassifier.recognizeImage(bitmaps[0]);
        return result;
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(String result) {
        super.onPostExecute(result);
        mTvResult.setText(result);
    }
}

源码解析

线程池

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
// We want at least 2 threads and at most 4 threads in the core pool,
// preferring to have 1 less than the CPU count to avoid saturating
// the CPU with background work
private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;

private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
    private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

    public Thread newThread(Runnable r) {
        return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
    }
};

private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

/**
 * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
 */
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

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

参数及返回结果封装

private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
    Params[] mParams;
}

private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
private final FutureTask<Result> mFuture;

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() {
            ...
            postResultIfNotInvoked(get());
            ...
        }
    };
}

在构造方法中，传进来的参数 Params 被包装成到 mWorker 中，它是一个 Callable。同时在 mWorker 中定义了返回结果类型 Result，并在 call 中调用了回调方法 doInBackground，执行具体的后台任务。最后 mWorker 包装到 FutureTask 中，当执行完毕后，通过 get() 获取执行的结果，并通知 UI 去更新。

任务执行

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

@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
        Params... params) {
    ...
    onPreExecute();

    mWorker.mParams = params;
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}

不管是串行还是并行，最终都调用了 executeOnExecutor，这里才真正的把参数传递进来，参数赋值给 mWorker，根据构造方法中参数封装的分析，mFuture 携带了参数和返回值类型，此时只需要调用执行器执行即可 exec.execute(mFuture);。

串行执行

示例：mClassifierAsyncTask.execute(bitmap);，串行执行源码分析：

// 1. 串行执行，使用的都是 sDefaultExecutor
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
@MainThread
public static void execute(Runnable runnable) {
    sDefaultExecutor.execute(runnable);
}

// 2. sDefaultExecutor 的定义
public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

// 3. SerialExecutor 的实现方式
// 使用双端队列存储，每来一个任务后先入队，确保每次只执行一个任务
// 任务也是交给 THREAD_POOL_EXECUTOR 来执行的
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);
        }
    }
}

并行执行

示例：mClassifierAsyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, bitmaps);，并行执行源码见任务执行。

/**
 * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
 */
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;

查看默认线程池定义，THREAD_POOL_EXECUTOR 是 static final 类型的，可以作为并行 Executor 来使用，或者用户也可以自定义。

存在的问题

Activity 屏幕旋转或销毁时，如果 AsyncTask 没有执行完毕就会存在内存泄露。特别是屏幕旋转时 AsyncTask 没有执行完毕，会导致屏幕异常。