Android的消息处理机制，AsyncTask源码解析
最后更新于：2022-04-01 14:26:02
之前写过一篇Handler的源码解析文章，因为AsyncTask底层也是Handler实现的，所以不了解的可以先去了解下Handler。本文也会再次分析下Handler，毕竟它是android源码中随处可见的东东。
### 一、Handler的简要分析
讲Handler之前我们先讲一下ThreadLocal的概念。简单的说，ThreadLocal是介于局部变量和全局变量之间，可以在不同线程中互不干扰地存储并提供数据。也就是说，变量a在A线程中值与在B线程中值可能是不同的。它通过get(）和set()方法来获取和存储变量。
由于之前分析过Handler，在这里就大概的介绍，Handler底层是由MessageQueue和Looper去支撑。Looper可以理解为一个中介，负责论询MessageQueue中的消息，并它消息传给Handler进行处理。MessageQueue内部存储结构是一个单链表，可以快速的插入和删除。
在ActivityThread启动过程中就会创建Looper并存放在ThreadLocal中，在Handler的构造方法中就会通过Looper.myLooper()去ThreadLocal中获取该线程的Looper，接下来调用looper.prepare()方法，在该方法中创建MessageQueue，在 handler调用post或者sendMessage（）时，就会调用enqueueMessage把消息存到单链表中，而looper.loop()方法其实就是一个死循环，一直在论询MessageQueue，如果获得到消息就调用target(其实就是handler)的dispatchMessage()并调用 handleMessage()进行消息处理。以上就是Handler的源码流程，如果感兴趣可以自行去跟一下。这里有一点需要强调下，就是在处理dispatchMessage()时，它的源码如下：
~~~
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
handleMessage(msg);
}
}
~~~
只有当callback为空时才会调用handleMessage，否则调用callback.handleMessage()。这里也给我们提供了一个思路，可以通过callback来拦截消息，比如以下代码：
~~~
private Handler H = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
if(msg.what == 0x11){
return true;
}else{
return false;
}
}}) {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//处理相应业务
};
~~~
这相当msg的what是0x11时，就不会再执行handleMessage了。
使用Handler有一点非常重要的，如果是在子线程使用，那需要手动的添加looper.prepare()和looper.loop()方法。而子线程handler的handleMessage也是在子线程中处理，这点需要处理。
### 二，HandlerThread
上面即然说到在子线程中使用Handler，那我们就来说下HandlerThread，HandlerThread其实就是一个封装好Thread,它可以使用Handler，之所以不提倡在子线程中直接使用Handler是因为它存在并发的问题。也就是说Handler在创建时需要获取Looper对象，但此时可能Thread还没有跑到Looper.prepare()那一步，那就会报空指针异常，看到这里我们第一反应肯定是那就用wait()和notifyAll()来实现啊。是的，HandlerThread就是加入了这两个元素，不信可以翻下源码：
~~~
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}
public Looper getLooper() {
if (!isAlive()) {
return null;
}
// If the thread has been started, wait until the looper has been created.
synchronized (this) {
while (isAlive() && mLooper == null) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
return mLooper;
}
~~~
HandlerThread在调用getLooper时，如果还不存在，就wait()，它本身是一个Thread，它在run方法创建完就会调用notifyAll(),这样getLooper就会继续执行。就这么简单。实现代码如下：
~~~
HandlerThread thread = new HandlerThread("handler");
thread.start();
Handler h = new Handler(thread.getLooper()){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
//处理相应业务
};
};
h.sendEmptyMessage(0X11);
~~~
### 三，AsyncTask源码分析
上面说了那么多，都是在消息处理机制，感觉有点跑题了，囧。。。接下来就来分析下AsyncTask,终于进入正题了。
**1.用法介绍**
它可以在线程池中执行后台操作，并把进度结果传递给主线程。AsyncTask并不适合进行特别耗时的操作，对于耗时的任务来说建议使用线程池。
AsyncTask提供4个核心方法：
**onPreExecute()**:执行前执行。
**doInBackground(Params……params)**:执行任务，可通过publishProgress方法更新任务进度，publishProgress会调用onProgressUpdate，返回计算结果给onPostExecute。
**onProgressUpdate(Progress……values)**:在主线程中执行，当后台任务执行进度发生改变时会调用。
onPostExecute(Result result):在任务执行之间调用。
它最基本的用法如下所示：
~~~
private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {
protected Long doInBackground(URL... urls) {
int count = urls. length;
long totalSize = 0;
for ( int i = 0; i < count; i++) {
// totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);
publishProgress(( int) ((i / ( float) count) * 100));
// Escape early if cancel() is called
if (isCancelled())
break;
}
return totalSize;
}
protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
// setProgressPercent(progress[0]);
}
protected void onPostExecute(Long result) {
// showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
}
}
~~~
好啦 ，讲完用法，来分析下它的源码吧！！
**2.源码分析**
从它的execute方法入手。
~~~
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
~~~
sDefaultExecutor就是一个线程池，一个进程的所有线程都会在这个串行的线程池中排队。接着我们进入executeOnExecutor中看看：
~~~
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();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
~~~
可以发现onPreExecute()最先执行。这也应验了我们之前的分析。接下来就调用了线程池执行代码，来看下AsyncTask线程池的实现。
~~~
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);
}
}
}
~~~
系统会把Params封装成FutureTask类，这是一个并发类，相当于Runnable,接着会在SerialExcutor的execute中执行，如果没有正在活动的AsyncTask任务，就调用scheduleNext()执行下一个，从队列中poll对象执行，直到完成。所以它是串行的（注意，3.0以后AsyncTask是串行执行的）。
AsyncTask有两个线程池，（serialExecutor,THREAD_POOL_EXCUTOR），serialExecutor用于任务排队，THREAD_POOL_EXCUTOR用于执行任务。着重来看下THREAD_POOL_EXCUTOR。
~~~
private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
~~~
~~~
<pre name="code" class="java">public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
~~~
有没有很熟悉，上篇博客就分析过线程池的用法，它的核心线程是CPU数量+1，最大线程数是2CPU+1，超时时间是一秒。由于FutureTask的run方法会调用mWorkder的call方法，所以就调用如下代码：
~~~
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
public Result call() throws Exception {
mTaskInvoked.set(true);
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
//noinspection unchecked
return postResult(doInBackground(mParams));
}
};
~~~
先设置mTaskInvoked为true，表示当前任务己经被调用过了。然后执行doInBackground()方法，并把结果返回给postResult();所以子线程的业务就在doInBackground方法中执行。结果有两种情况，后面会再讲到，先来看下postResult如下：
~~~
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
~~~
看到这里就明白了，它的底层还是Handler。这里就不再分析Handler了。主要找到handler,看getHandler（）的方法。
~~~
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
~~~
很直然就进入InternalHandler()。
~~~
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler() {
super(Looper.getMainLooper());
}
@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;
}
}
}
~~~
两种情况，一种是运行结束，调用finish，一种是还没结束，调用onProgressUpdate传入进度值。是不是一下子就把三个方法串起来了。好了，到这里AsyncTask的源码就分析完了。
总结下就是AsyncTask底层由Handler来完成线程的切换，内部由线程池来执行。有两个线程池，一个用于任务排除，一个用于线程执行。
好啦 ，就写到这吧。