AsyncTaskの原理解析

11971 ワード

前言AsyncTaskは一般的にカプセル化された非同期タスククラスであり、バックグラウンドタスクをより容易に実行し、メインスレッドを切り替えてUIを更新することができる.実装上、Thread(スレッドプール)およびHandlerがカプセル化されている.
定義＃テイギ＃
Params,Progress,Resultの3つの汎用パラメータを提供する抽象的な汎用クラス.

a.Params:非同期タスクの実行を開始するときに入力されるパラメータタイプ.excute()で渡されるパラメータ

に対応する.

b.Progress:非同期タスク実行中に実行する進捗値のタイプ

c.Result:非同期タスクの実行が完了すると、doInBackground()の戻り値タイプと一致する結果タイプが返されます.

public abstract class AsyncTask {
}

コアメソッド
ソースコードの方式の方式を結び付けてAsyncTaskのいくつかの核心の方法を見てみます
1.execute
手動呼び出し非同期タスクの実行を開始するには、UIスレッドで呼び出す必要があります.

   public final AsyncTask execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }

executeOnExecutor()メソッドが内部的に呼び出されました

 public final AsyncTask 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;
    }

まずonPreExecute()メソッドが呼び出され、その後exec.execute(mFuture)メソッドが呼び出されて実行が開始され、ここでexecはシリアルスレッドプールsDefaultExecutorであり、定義は一言も言わない.

 private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
 public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
     private static class SerialExecutor implements Executor {
        final ArrayDeque mTasks = new ArrayDeque();
        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);
            }
        }
    }

AsyncTaskには、2つのスレッドプールSerialExecutor(タスクのキュー用)とTHREAD_POOL_EXECUTOR(タスクの実行用)がある.
2.onPreExecute onPreExecuteメソッドに戻り、メインスレッドが実行され、非同期タスクが実行される前に実行され、いくつかの準備作業に使用されます.選択的に書き換えることができます.

   @MainThread
    protected void onPreExecute() {
    }

AsyncTaskの構造方法を見てみましょう

   public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
        mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper()
            ? getMainHandler()
            : new Handler(callbackLooper);

        mWorker = new WorkerRunnable() {
            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(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);
                }
            }
        };
    }

構成方法では、前述したexecuteOnExecutorの方法で説明したmWorkerおよびmFutureを初期化し、doInBackground()の方法を実行した後、postResult(result)の方法を実行した.次に、この2つの方法について説明します.
3.doInBackground

    @WorkerThread
    protected abstract Result doInBackground(Params... params);

抽象的な方法は、カスタムスレッドタスクを書き換え、Paramsパラメータを受け入れ、Result結果を返し、進捗情報を更新するためにpublishProgress()を呼び出すことができる.

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

Handlerを利用してメッセージを送ります.MESSAGE_POST_PROGRESSフラグはUIを更新し、メッセージを受信するとメインスレッドでonProgressUpdate ()メソッドを呼び出し、スレッド切替操作を完璧に実現します.

    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;
            }
        }
    }

4.onProgressUpdate
メインスレッドで実行し、バックグラウンドの進捗が変更された場合に呼び出され、書き換えを選択できます.

    @MainThread
    protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
    }

以上、doInBackground() ， postResult(result)の実行方法について説明する

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }

同様にメッセージを送信し、前にHandlerコードが貼られており、今回はresult.mTask.finish(result.mData[0])メソッドが呼び出されます.に続く

    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }

論理は簡単で、AsyncTaskが実行をキャンセルされた場合、onCancelled()が呼び出され、そうでなければonPostExecute()が呼び出され、doInBackground()の戻り結果がonPostExecute()メソッドに渡される.
5.onPostExecute
メインスレッドで実行すると、doInBackground()の実行結果がUIに表示されます.

    @MainThread
    protected void onPostExecute(Result result) {
    }

6.onCancelled()
メインスレッドで実行すると、非同期タスクがキャンセルされるとonCancelled()が呼び出され、このときonPostExecuteは呼び出されません.

    @MainThread
    protected void onCancelled() {
    }

重要クラス
この2つのクラスWorkerRunnableとFutureTaskについては、前述したように

    private final WorkerRunnable mWorker;
    private final FutureTask mFuture;

1. WorkerRunnable

 private static abstract class WorkerRunnable implements Callable {
        Params[] mParams;
    }

ここでのCallableもタスクであり,Runnableとの違いはCallableに戻り値がある.
2. FutureTask

    public FutureTask(Callable callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

実は1つのタスクパッケージクラスで、中にはCallableが含まれていて、いくつかの状態標識を追加して、Callableのインタフェースを操作します.
3.THREAD_POOL_EXECUTOR
前述のSerialExecutorのscheduleNext()メソッドでは、THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive)が呼び出される

/**
  *     ：THREAD_POOL_EXECUTOR.execute（）
  *   ：
  *     a. THREAD_POOL_EXECUTOR    1                 
  *     b.   THREAD_POOL_EXECUTOR.execute（）          execute()         
  *     c.           2    WorkerRunnable        call（）
  *  ：                  ，        2      call（）
  */

    //   1：    
        //    CPU    
        private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        //           2-4  ,     CPU  
        private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
        //             CPU  *2+1
        private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
        //             30s
        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());
            }
        };

        //           LinkedBlockingQueue      128
        private static final BlockingQueue sPoolWorkQueue =
                new LinkedBlockingQueue(128);

    //   2：              ，  THREAD_POOL_EXECUTOR
    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);
        //                30s
        threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
        THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
    }

シリアルorパラレル
Android 1.6以前、AsyncTaskはシリアルで実行する、Android 1.6以降はスレッドプールタスクを並行して実行し、Android 3.0からAsyncTask からシリアル実行が開始され、次々と実行される.もちろん、executeOnExecutor(Executor)を設けることによって、複数のAsyncTaskの並列化を実現することもできる.
注意点AsyncTaskを使用する場合、いくつかの問題に注意する必要があります.
1ライフサイクルについて

結論AsyncTaskコンポーネントにバインドされないライフサイクル

使用推奨ActivityまたはFragmentでAsyncTaskを使用する場合、ActivityまたはFragmentのonDestory（）でcancel(boolean)を呼び出すことが望ましい.

2メモリリークについて

結論AsyncTaskがActivityの非静的内部クラスと宣言すると、Activityが破棄する必要がある場合、AsyncTaskがActivityへの参照を保持しているため、Activityが回収できず、最終的にメモリ漏洩

を引き起こす.

使用推奨AsyncTask Activityとして宣言すべき静的内部クラス

3スレッドタスクの実行結果が失われました

は、Activityが再作成すると(画面回転/Activityが予期せぬ破棄された場合に回復)、以前に実行するAsyncTask(非静的な内部クラス)が保有していた前のActivity参照が無効になるため、複写されたonPostExecute()は有効にならず、UI操作

を更新することができないと結論する.

は、Activityのリカバリ時に推奨対応する方法を使用して、タスクスレッド

を再起動する.

iterableタイプの遍歴方式

Reactで継承をせずに類似のCompnentを作りたいときの解法