当我们通过线程去执行耗时的任务，并且子执行完之后更新UI时，通常我们采用Handler进行处理，但是如果有很多个任务同时执行时则会显得代码臃肿。Android为我们提供了AsyncTask，它使得异步任务实现起来更加简单，代码更简洁。
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
...
}
AsyncTask是一个抽象的泛型类，它有三个参数Params、Progress、Result。
- Params：为参数类型；
- Progress：后台任务执行进度的类型；
- Result：执行任务返回的结果的类型，如果不需要返回参数，可以将其设置Void类型；
AsyncTask的核心方法
- onPreExecute()：一般在任务前做准备工作，在主线程中执行；
- doInBackground(Params… params)：用来执行耗时操作，在AsyncTask内的线程池中执行，在执行的时候调用publishProgress(Progress… values)方法进行更新任务进度信息；
- onProgressUpdate(Progress… values)：用于更新任务执行的进度，在主线程中执行，将publishProgress(Progress… values)发送的进度信息，在这里进行处理；
- onPostExecute(Result result)：任务执行完毕，返回doInBackground方法得到的结果，一般用来任务执行完成，进行收尾工作，在主线程中执行；
AsyncTask源码分析
AsyncTask在Android3.0版本之前和3.0及以后版本有着较大的改动，本篇文章主要基于Android10版本进行的分析，Android3.0之前的主要区分点只做简单的归纳。
Android 3.0版本之前的AsyncTask
首先AsyncTask里面有一个ThreadPollExecutor，它的核心线程数为5个，线程池允许创建的最大线程数为128，线程存活时间为1s，采用容量为10的阻塞队列是LinkedBlockingQueue。Android 3.0版本之前有一个缺点，就是线程池最大的线程数为128，加上阻塞队列的10个任务，所以AsyncTask最多能同时容纳138个任务，当提交第139个任务是就会执行饱和策略。
Android 10.0版本的AsyncTask
首先我们先从AsyncTask的构造方法入手，代码如下所示：
public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
? getMainHandler()
: new Handler(callbackLooper);
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);
}
}
};
}
从上面代码中可以看出，在创建AsyncTask的时候，同时初始化了mHandler、mWorker、mFuture三个成员变量。mHandler我们知道用于线程之间的消息处理，对于Handler原理不熟悉的可以参考《Handler的原理深度解析》，这里如何处理后面在做详细的说明。WorkerRunnable实现了Callable接口，并实现了call方法，在call方法中调用doInBackground(mParams)方法来处理任务并得到结果，最终调用postResult(result)将结果传递出去。FutureTask是一个可管理的异步任务，它实现RunnableFuture接口，而RunnableFuture继承了Runnable, Future两个接口，从FutureTask的构造方法可以看出，它可以封装了Runnable、Callable，并提供给Executor执行。在这里WorkerRunnable作为参数mWorker传递给了FutureTask。稍后将具体介绍用到的地方。
当执行AsyncTask的时候，需要调用它的execute方法，代码如下：
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
execute方法又调用了executeOnExecutor方法，代码如下：
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)");
}
}
//设置任务状态
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();
//注释1
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
这里发现首先判断当前任务的状态，如果是执行中或者执行结束就抛出异常。在这里发现我们熟悉的onPreExecute方法(由于executeOnExecutor方法必须在UI线程中执行，所以onPreExecute方法一定在UI线程中执行)，此时任务还没有开始执行，所以onPreExecute方法可以做一些准备工作，比如更新UI设置loading等。
上面的代码注释1将AsyncTask的参数传递给WorkerRunnable，接下来调用exec的execute方法，将mFuture(也就是FutureTask)作为参数传进去，这里的exec也就是sDefaultExecutor，它是一个串行的线程池SerialExecutor，其代码如下：
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
Runnable mActive;
public synchronized void execute(final Runnable r) {
//注释2
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
//注释3
r.run();
} finally {
scheduleNext();
}
}
});
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
protected synchronized void scheduleNext() {
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
从上面代码注释2，可以发现调用SerialExecutor的execute方法时，会创建一个Runnable添加到mTasks队列末尾，当任务执行完或者没有任务时都会执行scheduleNext()方法，它会从mTasks中取出第一个Runnable任务，并交由THREAD_POOL_EXECUTOR处理。从这里可以看出SerialExecutor是串行执行的。通过下面源码可知，THREAD_POOL_EXECUTOR是一个线程池（对线程池不熟悉可以参考《线程池的原理》）。根据线程池的原理可知，最终会走到执行注释3，执行FutureTask的run方法。
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;
static {
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(), sThreadFactory);
threadPoolExecutor.setRejectedExecutionHandler(sRunOnSerialPolicy);
THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
}
现在分析FutureTask的run方法，代码如下所示：
public void run() {
if (state != NEW ||
!U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
return;
try {
//注释4
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
//注释5
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);
}
}
从上面注解4可知，获取FutureTask中的callable，从FutureTask构造方法可以，这个callable就是传入的WorkerRunnable，通过注释5发现最终走到WorkerRunnable中的call方法中。前面我们提到call方法最终会调用postResult方法将结果传递出去，postResult方法的代码如下所示：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
在postResult方法中会创建Message，通过getHandler()获得Handler，并通过Handler发送消息。此Handler即为AsyncTask构造函数初始化的mHandler，这里面mHandler通过getMainHandler()或者new Handler(callbackLooper)。
- 我们先看一下new Handler这种情况，通过AsyncTask的另一个构造函数可知，它是交给传入的Handler进行处理，这种情况需要我们自己去实现具体的逻辑。
public AsyncTask(@Nullable Handler handler) {
this(handler != null ? handler.getLooper() : null);
}
- 我们主要看一下getMainHandler()这种情况，getMainHandler方法的代码如下所示：
private static Handler getMainHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper());
}
return sHandler;
}
}
在getMainHandler方法中创建了InternalHandler，InternalHandler的代码如下：
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;
}
}
}
在接受到postResult方法发送的 MESSAGE_POST_RESULT 消息后会调用AsyncTask的finish方法，代码如下所示：
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result);
} else {
onPostExecute(result);
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
如果AsyncTask任务被取消了，则执行onCancelled方法，否则调用onPostExecute方法，这样我们才能够得到一部任务执行的结果。
之前我们讲过在doInBackground方法中，调用publishProgress方法，可以更新任务信息。publishProgress方法的代码如下所示：
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
发现publishProgress方法也是通过获取Handler，发送MESSAGE_POST_PROGRESS消息。通过上面Handler中源码发现，最终走到AsyncTask的onProgressUpdate方法中，所以onProgressUpdate可以在UI线程更新任务进度。
通过上面源码分析归纳，AsyncTask其实一种集合线程池+Handler的异步任务处理机制。它能解决多任务重复创建线程代理的损耗，统一管理线程，使我们的代码更加简洁。
注意：不同API版本的源码，可能存在微小的差异，但是整体逻辑都是差不多，本文是基于API 29进行分析的。
