探索美妙的AsyncTask實現及閱讀源碼收獲
寫作原因：AsyncTask是Android中輕量級異步操作的方案之一，這篇文章我們不談其使用過程，我們要談論的是其實現過程及背后相關的設計思想，這有利于提高我們的代碼能力。
源碼分析
入口：
new DownloadTask().execute(url);
AsyncTask是從execute()方法作為執行入口的，我們看看execute()方法。
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
它返回了 executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params); 的結果，這里分兩條線索，一條是sDefaultExecutor，另一條就是executeOnExecutor()。先看看后者，我們繼續深入探究：
@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();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
首先看到有一個mStatus枚舉對象，一共有三種狀態：PENDING、RUNNING和FINISHED。我們查看聲明該變量的地方發現： private volatile Status mStatus = Status.PENDING; ，即一開始時狀態為等待。現在我們可以大膽猜測這段代碼的作用：查看一個AsyncTask對象是否是等待運行的狀態（一開始時是等待），如果不是則分為兩種情況（Running和Finished）分別拋出異常，如果是則切換為Running狀態。然后調用onPreExecute()方法。下面有兩行代碼：
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
暫時還難以看出它們的作用，不過應該跟線程的執行相關。這時我們先去看看另外一條路：sDefaultExecutor，sDefaultExecutor實際上是一個靜態的SerialExecutor對象。我們看看SerialExecutor是何方神圣：
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);
}
}
}
SerialExecutor是一個線程池（有關線程池的基本知識參見前面一篇博文），內部成員包括一個用于儲存Runnable的雙端隊列對象mTasks和一個Runnable對象mActive。在executeOnExecutor()方法中我們調用了execute()方法，理解一下這個方法的作用。首先它在雙端隊列中插入一個新的線程，這個線程包括mFuture的run()方法和執行scheduleNext()方法。此外當mActive對象為null時也會執行scheduleNext()方法。而scheduleNext()方法作用又是什么呢？它用于將mTasks中的對象取出然后傳遞給mActive對象，如果不為null則讓THREAD_POOL_EXECUTOR調用execute()方法去執行mActive。
源碼這樣寫，我們結合前面的理解一下：
每次啟動一個AsyncTask對象時，Android首先會判斷它的狀態，只有等待時會將該對象狀態切換成Running。這樣可以防止一個對象多次啟動。然后會調用onPreExecute()方法，接著將mFuture對象壓入線程池sDefaultExecutor中。這個線程池實際上是一個任務管理器，在這個任務管理器中系統將接收到的mFuture對象的run()方法剝離出來導入自己創建的一個Runnable對象之中，然后通知mActive去從雙端隊列中取出一個Runnable對象執行。具體執行過程是在THREAD_POOL_EXECUTOR線程池中實現的。到這里又有兩個地方有疑問了，其一，mFuture是什么？其二，THREAD_POOL_EXECUTOR怎么運行？下面繼續，先看看THREAD_POOL_EXECUTOR怎么運行。
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
這個線程池通過標準的線程池類創建，具體實現也就與ThreadPoolExecutor一致了。所以這里就不多費筆墨了，不過可以看出AsyncTask一次執行任務數為CPU核心數+1。
再看看mFuture的來源實現：
博主找到了mFuture的聲明和實現：
private final FutureTask<Result> mFuture;
在AsyncTask構造方法中：
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);
}
}
};
這是一個FutureTask對象。有關FutureTask相關知識點擊此處： Java并發編程：Callable、Future和FutureTask
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);
}
}
};
這里重寫了done()方法，表示當該子線程任務完成后回調，將結果傳遞給以下方法，下面幾段源碼實現了從子線程中將結果傳給主線程的功能，通過InternalHandler來實現：
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
查看getHandler()方法，有：
private static Handler getHandler() {
synchronized (AsyncTask.class) {
if (sHandler == null) {
sHandler = new InternalHandler();
}
return sHandler;
}
}
繼續查看InternalHandler類有：
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;
}
}
}
在InternalHandler中將mWorker得到的結果在主線程中處理，直接結果就是調用了finish方法間接調用onPostExecute(result)，從而實現了從子線程到主線程的結果傳遞的邏輯。到這里我們大概分析了AsyncTask的基本運行流程。
總結
總體流程
現在整理一下整體邏輯。創建一個AsyncTask對象首先根據參數Params創建mWorker，然后用mFuture去包裝它，這個mFuture會被丟到任務線程池sDefaultExecutor中進行待命，輪到他時會進入THREAD_POOL_EXECUTOR線程池中執行。mWorker中會執行doInBackground()方法，執行后結果會通過sHandler傳遞主線程的Handler，在onPostExecute()中即可拿到結果。
收獲
閱讀源碼是一個逆向推導的過程，需要耐得住性子。有些地方可能存在疑問，這時尚未見到整體難以推出其作用，可能需要到后面一些代碼的推導下才能發現作用。有時可能需要借助API來參閱源碼中用到的相關的類的作用。此外在源碼中存在許多優秀的規范性的東西或者有價值的思想，這些需要慢慢研究總結。
來自：http://roadtogeek.cn/2016/09/07/探索美妙的AsyncTask實現及閱讀源碼收獲/