如何從源碼層面解析android異步消息機制

本篇文章為大家展示了如何從源碼層面解析android異步消息機制，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

AsyncTask

什么是AsyncTask

AsyncTask是一個輕量級的異步任務類，它可以在線程池中執行后臺任務，然后把執行的進度和結果傳遞給主線程并在主線程中更新UI。

AsyncTask這個類的聲明如下

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result>

它提供了Params, Progress和 Result三個泛型參數，在下面會仔細分析這三個泛型參數的具體含義。

AsyncTask提供了四個核心方法

onPreExecute()

此方法在主線程中執行，在異步任務執行之前，此方法會被調用，一般用于一些準備工作，例如下載進度條的初始化。

doInBackground(Params… params)

此方法在子線程中執行，用于執行異步任務，注意這里的params就是AsyncTask的第一個參數類型。在此方法中可以通過調用publicProgress方法來更新任務進度，publicProgress會調用onProgressUpdate方法。

onProgressUpdate(Progress… values)

此方法在主線程中執行，values的類型就是AsyncTask傳入的第二個參數類型，當后臺任務的執行進度發生變化時此方法執行。

onPostExecute(Result result)

此方法在主線程中執行，在doInBackground方法執行完成以后此方法會被調用，其中result的類型就是AsyncTask傳入的第三個參數類型，它的值就是doInBackground方法的返回值。

接著還是看一下AsyncTask最常見的用法，該事例就是下載一張圖片到手機內存的cache目錄下，下載開始時會彈出進度框，在下載過程中顯示下載的進度，下載完成后關閉進度框，如成功則出現下載成功的Toast，失敗則彈出失敗的Toast。

class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void,Integer,Boolean> { @Override protected void onPreExecute() { progressDialog = new ProgressDialog(MainActivity.this); progressDialog.setTitle("下載進度"); progressDialog.setMax(100); progressDialog.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL); progressDialog.setCancelable(true); progressDialog.show(); }  @Overrideprotected Boolean doInBackground(Void... params) { HttpURLConnection conn = null; try {  conn = (HttpURLConnection) params[0].openConnection();  conn.setRequestMethod("GET");  conn.setConnectTimeout(5000);  conn.setReadTimeout(5000);  final int contentLength;  if (conn.getResponseCode() == 200) {  contentLength = conn.getContentLength();  File file = new File(getCacheDir(),"hh.jpg");  InputStream is= null;  FileOutputStream fos= new FileOutputStream(file);  is = conn.getInputStream();  int len = 0;  long totalSize = 0;  byte[] bytes = new byte[102];  while ((len = is.read(bytes))!=-1) {   fos.write(bytes,0,len);   totalSize += len*100;   int progress = (int) (totalSize/contentLength);   publishProgress(progress);  } } } catch (IOException e) {  e.printStackTrace(); }  return true;}  @Override protected void onProgressUpdate(Integer... values) {  progressDialog.setProgress(values[0]);  }  @Override protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) {  progressDialog.dismiss();  if (result) {  Toast.makeText(context, "下載成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();  } else {  Toast.makeText(context, "下載失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show();   }  } }

這個類主要用于模擬文件的下載過程，它輸入參數為圖片url地址，后臺的進程參數為Integer類型，后臺任務的返回結果為bollean類型。當要執行上述下載任務時，可以通過如下方式來完成：

//在主線程中調用，執行后就會執行doInBackground等方法URL url = new URL("http://192.168.43.21:8080/ditu.jpg");   new MyAsyncTask().execute(url);

源碼分析

首先我們從AsyncTask的構造方法著手。

/**  * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.  */ public AsyncTask() {  mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {   public Result call() throws Exception {    mTaskInvoked.set(true);    Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);    //noinspection unchecked    Result result = doInBackground(mParams);    Binder.flushPendingCommands();    return postResult(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);    }   }  }; }

1.如注釋所說，這個構造方法必須在UI線程中調用。 2.構造函數主要是創建了兩個實例。一個是WorkerRunnable，它是一個Callback對象。另一個是FutureTask，它的參數就是前面創建的WorkerRunnable對象。

接下來我們再看AsyncTask的execute()方法，這個方法是整個異步任務的入口。

@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) {  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()調用  onPreExecute();  //這里的參數由AsyncTask構造函數傳進來的第一個參數，傳入到doInBackground(mParams)中  mWorker.mParams = params;  //*******************  exec.execute(mFuture);  return this; }

我們看到了onPreExecute()被調用了，證明它確實是在執行后臺任務之前調用了，且是在主線程調用。此時我們執行了實例代碼中的進度條顯示框的顯示操作，此時的界面如下

，在此方法中還進行了一個操作exec.execute(mFuture)，首先我們得知道exec到底是什么？在下面源碼中我們就能得到答案。

public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;

根據如上代碼以及executeOnExecutor傳進來的參數，我們看到這里的exec其實就是SerialExecutor，那我們就來看看SerialExecutor的execute方法

public synchronized void execute(final Runnable r) {   mTasks.offer(new Runnable() {    public void run() {     try {      r.run();     } finally {      scheduleNext();     }    }   });   if (mActive == null) {    scheduleNext();   }  }

我們看到在子線程里執行了r.run(),根據execute()方法傳入的參數可知這里的r就是最開始在構造方法中創建的FutureTask，當然接下來就該看看FutureTask的run()方法了

public void run() {  if (state != NEW ||   !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))   return;  try {   Callable<V> c = callable;   if (c != null && state == NEW) {    V result;    boolean ran;    try {    //****************************     result = c.call();     ran = true;    } catch (Throwable ex) {     result = null;     ran = false;     setException(ex);    }    if (ran)     set(result);   }  } finally {   // runner must be non-null until state is settled to   // prevent concurrent calls to run()   runner = null;   // state must be re-read after nulling runner to prevent   // leaked interrupts   int s = state;   if (s >= INTERRUPTING)    handlePossibleCancellationInterrupt(s);  } }

這里有一個result = c.call()方法，而這里的c就是Callable c = callable;里傳進來的callable，而callable就是我們最開始在AsyncTask構造方法里傳進來的WorkerRunnable，所以接著就該看看WorkerRunnable的call()方法，這個call()方法主要是調用了doInBackground(mParams)和postResult(result)方法

mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { public Result call() throws Exception {  mTaskInvoked.set(true);       Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);    //noinspection unchecked  //*********************************  Result result = doInBackground(mParams);  Binder.flushPendingCommands();  return postResult(result); }

1.在這里我們看到doInBackground(mParams)方法的調用，并且此時仍然是在子線程中，所以在這里可以執行耗時操作。在上面的案例中doInBackground方法里的代碼將會執行，當執行到publishProgress()方法時，會不斷將進度信息傳遞給onProgressUpdate()方法（后面的分析中會解釋為什么publishProgress()的執行能導致onProgressUpdate()方法的調用），讓此方法執行更新UI.執行到這里時，案例中的下載界面如下，此時進度正好走到50%：

2.方法的最后執行了postResult(result)方法，這里面的result參數就是我們doInBackground(mParams)的返回值，這個方法的主要作用就是創建一個InternalHandler實例并發送what=MESSAGE_POST_RESULT的消息，我們接著看這個方法的源碼

private Result postResult(Result result) {  @SuppressWarnings("unchecked")  Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,    new AsyncTaskResult<Result>(this, result));  message.sendToTarget();  return result; } //message方法的sendToTarget()，最終還是handler發送信息個消息隊列 public void sendToTarget() {  target.sendMessage(this); }

熟悉handler的朋友知道，target.sendMessage(this)方法就是將消息發送給了消息隊列，而這個攜帶的消息就是message本身，message當中攜帶有MESSAGE_POST_RESULT和new AsyncTaskResult(this, result))對象，而這個對象由getHandler發送，最后也會由它來handleMessage()（對這個消息進行處理），所以我們必須找到這個handler

private static Handler getHandler() {  synchronized (AsyncTask.class) {   if (sHandler == null) {   //在這里創建了名為sHandler的InternalHandler實例    sHandler = new InternalHandler();   }   return sHandler;  } }

根據上面getHandler()方法可知這個handler對象就是InternalHandler，那接下來的任務就是分析InternalHandler的handlerMessage()方法，這個方法的作用就是根據postResult(Result result)方法中的sHandler發送的不同消息進行判斷來執行不同的邏輯。

@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})@Overridepublic 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;   }}//result.mTask.finish(result.mData[0])方法如下 private void finish(Result result) {  if (isCancelled()) {   onCancelled(result);  } else {   onPostExecute(result);  }  mStatus = Status.FINISHED; }//result.mTask.onProgressUpdate(result.mData) @MainThread protected void onProgressUpdate(Progress... values) { }

由上面源碼可知，它根據msg攜帶的不同what信息進行不同的消息處理，當what = MESSAGE_POST_RESULT時，最終會執行onCancelled(result)或者onPostExecute(result)，這兩個方法執行時全部都是在主線程，而MESSAGE_POST_RESULT就是剛剛獲取信息時傳入的。執行在這里時我們下載事例的代碼就走到了onPostExecute(result)，我們進行了進度框的隱藏操作，執行的界面如下：

但是MESSAGE_POST_PROGRESS參數又是哪里傳來的，沒錯，就是publishProgress(Progress… values)

@WorkerThreadprotected final void publishProgress(Progress... values) { if (!isCancelled()) {    getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,     new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();  } }

這里傳入MESSAGE_POST_PROGRESS，并且此方法在WorkerThread中調用。這樣onProgressUpdate(Progress… values)方法就能順利執行。整個流程結束

總結

1.AsyncTask的對象只能在主線程中創建 2.execute()方法只能在UI線程執行 3.不要在程序中直接調用onPreExecute,onPostExecute,doInBackground,onProgressUpdate方法 4.一個AsyncTask對象只能執行一次execute方法，否者會報運行時錯誤，在執行execute方法時，會調用到如下代碼證明這個結論

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)");   }  }

5.在Android1.6之前，AsyncTask是串行執行任務，在1.6以后，改為在線程池里并行處理任務，在3.0以后，又改為在線程池里串行執行任務。

在AsyncTask中有兩個線程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一個handler(InternalHandler). 其中SerialExecutor用于任務的排隊。在上面代碼中，我們已經看到，在AsyncTask.execute的執行過程中我們會調用它的execute方法

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);   }  } }

我們看到首先會將FutureTask對象插入到隊列mTask中，如果這個時候沒有正在執行的AsyncTask活動，就會調用scheduleNext();執行下一個任務，當一個任務執行完成后又會執行下一個，從這可以看出AsyncTask默認是串行執行的

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