AsyncTask源碼

/**
 * <p>AsyncTask enables proper and easy use of the UI thread. This class allows to
 * perform background operations and publish results on the UI thread without
 * having to manipulate threads and/or handlers.</p>
 *
 * <p>An asynchronous task is defined by a computation that runs on a background thread and
 * whose result is published on the UI thread. An asynchronous task is defined by 3 generic
 * types, called <code>Params</code>, <code>Progress</code> and <code>Result</code>,
 * and 4 steps, called <code>onPreExecute</code>, <code>doInBackground</code>,
 * <code>onProgressUpdate</code> and <code>onPostExecute</code>.</p>
 *
 * <div class="special reference">
 * <h3>Developer Guides</h3>
 * <p>For more information about using tasks and threads, read the
 * <a href="{@docRoot}guide/topics/fundamentals/processes-and-threads.html">Processes and
 * Threads</a> developer guide.</p>
 * </div>
 *
 * <h2>Usage</h2>
 * <p>AsyncTask must be subclassed to be used. The subclass will override at least
 * one method ({@link #doInBackground}), and most often will override a
 * second one ({@link #onPostExecute}.)</p>
 *
 * <p>Here is an example of subclassing:</p>
 * <pre class="prettyprint">
 * private class DownloadFilesTask extends AsyncTask&lt;URL, Integer, Long&gt; {
 *     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));
 *         }
 *         return totalSize;
 *     }
 *
 *     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
 *         setProgressPercent(progress[0]);
 *     }
 *
 *     protected void onPostExecute(Long result) {
 *         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");
 *     }
 * }
 * </pre>
 *
 * <p>Once created, a task is executed very simply:</p>
 * <pre class="prettyprint">
 * new DownloadFilesTask().execute(url1, url2, url3);
 * </pre>
 *
 * <h2>AsyncTask's generic types</h2>
 * <p>The three types used by an asynchronous task are the following:</p>
 * <ol>
 *     <li><code>Params</code>, the type of the parameters sent to the task upon
 *     execution.</li>
 *     <li><code>Progress</code>, the type of the progress units published during
 *     the background computation.</li>
 *     <li><code>Result</code>, the type of the result of the background
 *     computation.</li>
 * </ol>
 * <p>Not all types are always used by an asynchronous task. To mark a type as unused,
 * simply use the type {@link Void}:</p>
 * <pre>
 * private class MyTask extends AsyncTask&lt;Void, Void, Void&gt; { ... }
 * </pre>
 *
 * <h2>The 4 steps</h2>
 * <p>When an asynchronous task is executed, the task goes through 4 steps:</p>
 * <ol>
 *     <li>{@link #onPreExecute()}, invoked on the UI thread immediately after the task
 *     is executed. This step is normally used to setup the task, for instance by
 *     showing a progress bar in the user interface.</li>
 *     <li>{@link #doInBackground}, invoked on the background thread
 *     immediately after {@link #onPreExecute()} finishes executing. This step is used
 *     to perform background computation that can take a long time. The parameters
 *     of the asynchronous task are passed to this step. The result of the computation must
 *     be returned by this step and will be passed back to the last step. This step
 *     can also use {@link #publishProgress} to publish one or more units
 *     of progress. These values are published on the UI thread, in the
 *     {@link #onProgressUpdate} step.</li>
 *     <li>{@link #onProgressUpdate}, invoked on the UI thread after a
 *     call to {@link #publishProgress}. The timing of the execution is
 *     undefined. This method is used to display any form of progress in the user
 *     interface while the background computation is still executing. For instance,
 *     it can be used to animate a progress bar or show logs in a text field.</li>
 *     <li>{@link #onPostExecute}, invoked on the UI thread after the background
 *     computation finishes. The result of the background computation is passed to
 *     this step as a parameter.</li>
 * </ol>
 * 
 * <h2>Cancelling a task</h2>
 * <p>A task can be cancelled at any time by invoking {@link #cancel(boolean)}. Invoking
 * this method will cause subsequent calls to {@link #isCancelled()} to return true.
 * After invoking this method, {@link #onCancelled(Object)}, instead of
 * {@link #onPostExecute(Object)} will be invoked after {@link #doInBackground(Object[])}
 * returns. To ensure that a task is cancelled as quickly as possible, you should always
 * check the return value of {@link #isCancelled()} periodically from
 * {@link #doInBackground(Object[])}, if possible (inside a loop for instance.)</p>
 *
 * <h2>Threading rules</h2>
 * <p>There are a few threading rules that must be followed for this class to
 * work properly:</p>
 * <ul>
 *     <li>The task instance must be created on the UI thread.</li>
 *     <li>{@link #execute} must be invoked on the UI thread.</li>
 *     <li>Do not call {@link #onPreExecute()}, {@link #onPostExecute},
 *     {@link #doInBackground}, {@link #onProgressUpdate} manually.</li>
 *     <li>The task can be executed only once (an exception will be thrown if
 *     a second execution is attempted.)</li>
 * </ul>
 *
 * <h2>Memory observability</h2>
 * <p>AsyncTask guarantees that all callback calls are synchronized in such a way that the following
 * operations are safe without explicit synchronizations.</p>
 * <ul>
 *     <li>Set member fields in the constructor or {@link #onPreExecute}, and refer to them
 *     in {@link #doInBackground}.
 *     <li>Set member fields in {@link #doInBackground}, and refer to them in
 *     {@link #onProgressUpdate} and {@link #onPostExecute}.
 * </ul>
 */
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
    private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";
    private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;//最大的核心線程數 5
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//線程池裏面最多的線程數
    private static final int KEEP_ALIVE = 1;
    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {//線程工廠
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
        public Thread newThread(Runnable r) {
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
        }
    };
    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//大小爲10的任務隊列，都是使用一個實現Runnable接口對象，有2個特性：1，一個線程若是試圖從一個空的隊列中取出一個工做任務來執行，那麼他會被阻塞，知道有新的任務到來，二、一個線程若是試圖從滿的隊列中添加一個任務，它會被阻塞，知道有新的位置騰出來，
    /**
     * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
     */
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
                    TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
   //CORE_POOL_SIZE核心線程數，MAXIMUM_POOL_SIZE最大線程數，當線程數量大於核心線程數量的時候，保存在裏面的空閒線程會設置一個存活時間KEEP_ALIVE，單位是TimeUnit.SECONDS，最後兩個參數是線程池工做隊列和線程建立工廠。當須要在線程中執行一個工做任務時候，須要將執行的任務封裝成一個實現Runnable的接口對象，再調用ThreadPoolExecutor的execute將任務添加到線程池中執行。
   execute執行的方式：
       一、若是線程池中的線程數量小雨核心線程數量，就會建立一個新的線程來執行添加進來的工做任務。
       二、若是線程池中的線程數量等於或者大於核心線程數量，可是小於最大線程數量，若是工做任務隊列未滿，將任務添加進隊列，若是已滿，建立新的線程執行添加進來的工做任務，
       三、若是線程池中的線程數等於或者大於最大線程數量，若是工做任務隊列未滿，將任務添加進隊列，若是已滿，拒絕執行新添加的任務。
  THREAD_POOL_EXECUTOR，sPoolWorkQueue，ThreadFactory都是靜態成員變量，因此在同一個應用程序中避免重複建立線程池
    /**
     * An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial
     * order.  This serialization is global to a particular process.
     */
    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();
    private static final int MESSAGE_POST_RESULT = 0x1;//異步任務執行結束以後，通知應用程序主線程執行結束了
    private static final int MESSAGE_POST_PROGRESS = 0x2;//這兩個消息是由異步線程發送到主線程的消息隊列中，這個消息是異步任務執行的過程當中，不斷嚮應用程序主線程報告他的執行狀況
    private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler();
    private static volatile Executor sDefaultExecutor = SERIAL_EXECUTOR;
    private final WorkerRunnable<Params, Result> mWorker;
    private final FutureTask<Result> mFuture;
    private volatile Status mStatus = Status.PENDING;
    
    private final AtomicBoolean mTaskInvoked = new AtomicBoolean();
    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);
            }
        }
    }
    /**
     * Indicates the current status of the task. Each status will be set only once
     * during the lifetime of a task.
     */
    public enum Status {
        /**
         * Indicates that the task has not been executed yet.
         */
        PENDING,
        /**
         * Indicates that the task is running.
         */
        RUNNING,
        /**
         * Indicates that {@link AsyncTask#onPostExecute} has finished.
         */
        FINISHED,
    }
    /** @hide Used to force static handler to be created. */
    public static void init() {
        sHandler.getLooper();
    }
    /** @hide */
    public static void setDefaultExecutor(Executor exec) {
        sDefaultExecutor = exec;
    }
    /**
     * Creates a new asynchronous task. This constructor must be invoked on the UI thread.
     */
    public AsyncTask() {//建立一個AsyncTask以後會得到一個WorkerRunnable<Params, Result>和FutureTask<Result>(mWorker)對象，他們共同描述了一個即將執行的任務，接下來就會任務被執行，execute方法
        mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                return postResult(doInBackground(mParams));
            }
        };
        mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
            @Override
            protected void done() {//當任務執行結束以後，done方法會被執行
                try {
                    final Result result = get();
                    postResultIfNotInvoked(result);
                } catch (InterruptedException e) {
                    android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
                } catch (ExecutionException e) {
                    throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
                            e.getCause());
                } catch (CancellationException e) {
                    postResultIfNotInvoked(null);
                } catch (Throwable t) {
                    throw new RuntimeException("An error occured while executing "
                            + "doInBackground()", t);
                }
            }
        };
    }
    private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
        final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
        if (!wasTaskInvoked) {
            postResult(result);
        }
    }
    private Result postResult(Result result) {//done執行以後經過向主線程發送消息，接下來的操做就發生在主線程中，執行onPostExecute方法。這個在重寫以後操做UI
        Message message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }
    /**
     * Returns the current status of this task.
     *
     * @return The current status.
     */
    public final Status getStatus() {
        return mStatus;
    }
    /**
     * Override this method to perform a computation on a background thread. The
     * specified parameters are the parameters passed to {@link #execute}
     * by the caller of this task.
     *
     * This method can call {@link #publishProgress} to publish updates
     * on the UI thread.
     *
     * @param params The parameters of the task.
     *
     * @return A result, defined by the subclass of this task.
     *
     * @see #onPreExecute()
     * @see #onPostExecute
     * @see #publishProgress
     */
    protected abstract Result doInBackground(Params... params);
    /**
     * Runs on the UI thread before {@link #doInBackground}.
     *
     * @see #onPostExecute
     * @see #doInBackground
     */
    protected void onPreExecute() {
    }
    /**
     * <p>Runs on the UI thread after {@link #doInBackground}. The
     * specified result is the value returned by {@link #doInBackground}.</p>
     * 
     * <p>This method won't be invoked if the task was cancelled.</p>
     *
     * @param result The result of the operation computed by {@link #doInBackground}.
     *
     * @see #onPreExecute
     * @see #doInBackground
     * @see #onCancelled(Object) 
     */
    @SuppressWarnings({"UnusedDeclaration"})
    protected void onPostExecute(Result result) {
    }
    /**
     * Runs on the UI thread after {@link #publishProgress} is invoked.
     * The specified values are the values passed to {@link #publishProgress}.
     *
     * @param values The values indicating progress.
     *
     * @see #publishProgress
     * @see #doInBackground
     */
    @SuppressWarnings({"UnusedDeclaration"})
    protected void onProgressUpdate(Progress... values) {
    }
    /**
     * <p>Runs on the UI thread after {@link #cancel(boolean)} is invoked and
     * {@link #doInBackground(Object[])} has finished.</p>
     * 
     * <p>The default implementation simply invokes {@link #onCancelled()} and
     * ignores the result. If you write your own implementation, do not call
     * <code>super.onCancelled(result)</code>.</p>
     *
     * @param result The result, if any, computed in
     *               {@link #doInBackground(Object[])}, can be null
     * 
     * @see #cancel(boolean)
     * @see #isCancelled()
     */
    @SuppressWarnings({"UnusedParameters"})
    protected void onCancelled(Result result) {
        onCancelled();
    }    
    
    /**
     * <p>Applications should preferably override {@link #onCancelled(Object)}.
     * This method is invoked by the default implementation of
     * {@link #onCancelled(Object)}.</p>
     * 
     * <p>Runs on the UI thread after {@link #cancel(boolean)} is invoked and
     * {@link #doInBackground(Object[])} has finished.</p>
     *
     * @see #onCancelled(Object) 
     * @see #cancel(boolean)
     * @see #isCancelled()
     */
    protected void onCancelled() {
    }
    /**
     * Returns <tt>true</tt> if this task was cancelled before it completed
     * normally. If you are calling {@link #cancel(boolean)} on the task,
     * the value returned by this method should be checked periodically from
     * {@link #doInBackground(Object[])} to end the task as soon as possible.
     *
     * @return <tt>true</tt> if task was cancelled before it completed
     *
     * @see #cancel(boolean)
     */
    public final boolean isCancelled() {
        return mFuture.isCancelled();
    }
    /**
     * <p>Attempts to cancel execution of this task.  This attempt will
     * fail if the task has already completed, already been cancelled,
     * or could not be cancelled for some other reason. If successful,
     * and this task has not started when <tt>cancel</tt> is called,
     * this task should never run. If the task has already started,
     * then the <tt>mayInterruptIfRunning</tt> parameter determines
     * whether the thread executing this task should be interrupted in
     * an attempt to stop the task.</p>
     * 
     * <p>Calling this method will result in {@link #onCancelled(Object)} being
     * invoked on the UI thread after {@link #doInBackground(Object[])}
     * returns. Calling this method guarantees that {@link #onPostExecute(Object)}
     * is never invoked. After invoking this method, you should check the
     * value returned by {@link #isCancelled()} periodically from
     * {@link #doInBackground(Object[])} to finish the task as early as
     * possible.</p>
     *
     * @param mayInterruptIfRunning <tt>true</tt> if the thread executing this
     *        task should be interrupted; otherwise, in-progress tasks are allowed
     *        to complete.
     *
     * @return <tt>false</tt> if the task could not be cancelled,
     *         typically because it has already completed normally;
     *         <tt>true</tt> otherwise
     *
     * @see #isCancelled()
     * @see #onCancelled(Object)
     */
    public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
        return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
    }
    /**
     * Waits if necessary for the computation to complete, and then
     * retrieves its result.
     *
     * @return The computed result.
     *
     * @throws CancellationException If the computation was cancelled.
     * @throws ExecutionException If the computation threw an exception.
     * @throws InterruptedException If the current thread was interrupted
     *         while waiting.
     */
    public final Result get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        return mFuture.get();
    }
    /**
     * Waits if necessary for at most the given time for the computation
     * to complete, and then retrieves its result.
     *
     * @param timeout Time to wait before cancelling the operation.
     * @param unit The time unit for the timeout.
     *
     * @return The computed result.
     *
     * @throws CancellationException If the computation was cancelled.
     * @throws ExecutionException If the computation threw an exception.
     * @throws InterruptedException If the current thread was interrupted
     *         while waiting.
     * @throws TimeoutException If the wait timed out.
     */
    public final Result get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,
            ExecutionException, TimeoutException {
        return mFuture.get(timeout, unit);
    }
    /**
     * Executes the task with the specified parameters. The task returns
     * itself (this) so that the caller can keep a reference to it.
     * 
     * <p>Note: this function schedules the task on a queue for a single background
     * thread or pool of threads depending on the platform version.  When first
     * introduced, AsyncTasks were executed serially on a single background thread.
     * Starting with {@link android.os.Build.VERSION_CODES#DONUT}, this was changed
     * to a pool of threads allowing multiple tasks to operate in parallel.  After
     * {@link android.os.Build.VERSION_CODES#HONEYCOMB}, it is planned to change this
     * back to a single thread to avoid common application errors caused
     * by parallel execution.  If you truly want parallel execution, you can use
     * the {@link #executeOnExecutor} version of this method
     * with {@link #THREAD_POOL_EXECUTOR}; however, see commentary there for warnings on
     * its use.
     *
     * <p>This method must be invoked on the UI thread.
     *
     * @param params The parameters of the task.
     *
     * @return This instance of AsyncTask.
     *
     * @throws IllegalStateException If {@link #getStatus()} returns either
     *         {@link AsyncTask.Status#RUNNING} or {@link AsyncTask.Status#FINISHED}.
     */
    public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
        return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
    }
    /**
     * Executes the task with the specified parameters. The task returns
     * itself (this) so that the caller can keep a reference to it.
     * 
     * <p>This method is typically used with {@link #THREAD_POOL_EXECUTOR} to
     * allow multiple tasks to run in parallel on a pool of threads managed by
     * AsyncTask, however you can also use your own {@link Executor} for custom
     * behavior.
     * 
     * <p><em>Warning:</em> Allowing multiple tasks to run in parallel from
     * a thread pool is generally <em>not</em> what one wants, because the order
     * of their operation is not defined.  For example, if these tasks are used
     * to modify any state in common (such as writing a file due to a button click),
     * there are no guarantees on the order of the modifications.
     * Without careful work it is possible in rare cases for the newer version
     * of the data to be over-written by an older one, leading to obscure data
     * loss and stability issues.  Such changes are best
     * executed in serial; to guarantee such work is serialized regardless of
     * platform version you can use this function with {@link #SERIAL_EXECUTOR}.
     *
     * <p>This method must be invoked on the UI thread.
     *
     * @param exec The executor to use.  {@link #THREAD_POOL_EXECUTOR} is available as a
     *              convenient process-wide thread pool for tasks that are loosely coupled.
     * @param params The parameters of the task.
     *
     * @return This instance of AsyncTask.
     *
     * @throws IllegalStateException If {@link #getStatus()} returns either
     *         {@link AsyncTask.Status#RUNNING} or {@link AsyncTask.Status#FINISHED}.
     */
    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);//這裏將任務加入到線程池中去執行。在執行的時候會調用WorkerRunnable的call去執行，單是call自己不是一個具體的任務，而是將這個具體的任務交給異步任務類AsyncTask的成員方法doInBackground來執行，因此執行doInBackground的操做就在異步線程中執行，不會在主線程中執行
        return this;
    }
    /**
     * Convenience version of {@link #execute(Object...)} for use with
     * a simple Runnable object.
     */
    public static void execute(Runnable runnable) {
        sDefaultExecutor.execute(runnable);
    }
    /**
     * This method can be invoked from {@link #doInBackground} to
     * publish updates on the UI thread while the background computation is
     * still running. Each call to this method will trigger the execution of
     * {@link #onProgressUpdate} on the UI thread.
     *
     * {@link #onProgressUpdate} will note be called if the task has been
     * canceled.
     *
     * @param values The progress values to update the UI with.
     *
     * @see #onProgressUpdate
     * @see #doInBackground
     */
    protected final void publishProgress(Progress... values) {//執行過程當中若是須要執行界面操做，這個方法能夠在主線程中發送一個消息，就能夠在界面操做onProgressUpdate方法。
        if (!isCancelled()) {
            sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
                    new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
        }
    }
    private void finish(Result result) {
        if (isCancelled()) {
            onCancelled(result);
        } else {
            onPostExecute(result);
        }
        mStatus = Status.FINISHED;
    }
    private static class InternalHandler extends Handler {
        @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;
            }
        }
    }
    private static abstract class WorkerRunnable<Params, Result> implements Callable<Result> {
        Params[] mParams;
    }
    @SuppressWarnings({"RawUseOfParameterizedType"})
    private static class AsyncTaskResult<Data> {
        final AsyncTask mTask;//描述的一個宿主異步任務，
        final Data[] mData;//宿主異步任務在執行過程當中產生的中間數據，或者執行完成以後產生的結果數據
        AsyncTaskResult(AsyncTask task, Data... data) {
            mTask = task;
            mData = data;
        }
    }