一、介绍
AsyncTask 类是一个异步类，监听异步任务的执行进度，通知主线程，耗时任务且主线程需要知道执行过程的场景下使用，比如进度条更新。消息通知模型采用线程池 + Handler，异步任务结果获取采用 FutureTask + Callable。
private static InternalHandler sHandler;
private static class InternalHandler extends Handler {
public InternalHandler() {
super(Looper.getMainLooper());//绑定主线程Looper
}
@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
switch (msg.what) {
case MESSAGE_POST_RESULT:
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
}
}
}
InternalHandler 类，静态内部类，主线程 Looper 绑定，主线程处理任务进度和结果，所有 AsyncTask 对象公用同一个静态 Handler 对象。
AsyncTaskResult 类，封装 AsyncTask 对象，区分具体消息发送者。
AsyncTask 是抽象类，AsyncTask<Params, Progress, Result> 三种泛型参数，Params 是输入参数，Progress 是进度百分比，Result 是执行结果。
重写方法
doInBackground(Params…params)：接受入参，耗时任务。
onPostExecute(Result result)：处理结果。
选择重写方法
onProgressUpdate(Progress... values)：主线程，消息处理，即进度更新。
onPreExecute()：主线程，任务启动前执行。
onCancelled()：主线程，用户取消时执行。
线程耗时任务。
protected abstract Result doInBackground(Params... params){
... //耗时任务
//同步进度到主线程
publishProgress(value);
}
publishProgress方法，通过InternalHandler类发送消息，实时发布进度。
protected final void publishProgress(Progress... values) {
if (!isCancelled()) {
getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_PROGRESS,
new AsyncTaskResult<Progress>(this, values)).sendToTarget();
}
}
触发AsyncTask的#onProgressUpdate方法，更新进度，AsyncTask类通常会重写该方法。
任务完成，调用AsyncTask的postResult方法，通过InternalHandler类发送结果。
private Result postResult(Result result) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
message.sendToTarget();
return result;
}
主线程AsyncTask的finish方法，调用重写的onPostExecute方法。
private void finish(Result result) {
if (isCancelled()) {
onCancelled(result); //触发onCancelled空方法，子类可重写。
} else {
onPostExecute(result);// 子类重写。
}
mStatus = Status.FINISHED;
}
AsyncTask不清楚耗时操作产生的中间值做的事情，它只提供一个后台运行框架，中间值操作由使用者完成，子类实现。
二、原理
采用 Callable+Future 结构获取任务结果，AsyncTask 类构造方法。
public AsyncTask(@Nullable Looper callbackLooper) {
//Handler绑定主线程Looper
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);
result = doInBackground(mParams);
Binder.flushPendingCommands();
} catch (Throwable tr) {
mCancelled.set(true);
throw tr;
} finally {
//结束call之前发送结果到主线程
postResult(result);
}
return result;
}
};
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
@Override
protected void done() {
try {
postResultIfNotInvoked(get());
} catch (InterruptedException e) {
} catch (ExecutionException e) {
} catch (CancellationException e) {//取消抛出异常，
postResultIfNotInvoked(null);
}
}
};
}
创建WorkerRunnable和FutureTask任务，WorkerRunnable是Callable类，和Runnable类似，执行主体是call方法，可以返回执行结果。
在call方法，调用doInBackground方法，做用户设定的耗时事情，将Result返回，最后，在finally代码块，postResult方法，发送消息通知结果，call方法结束。
FutureTask是Runnable类任务，实现Future接口，内部封装Callable任务，通过Future接口获取结果，重写done方法，处理结果。
创建AsyncTask对象，执行execute方法。
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}
调用executeOnExecutor方法。
@MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(
Executor exec,Params... params) {
if (mStatus != Status.PENDING) {
switch (mStatus) {
case RUNNING:
//抛异常
case FINISHED:
//抛异常
}
}
mStatus = Status.RUNNING;
onPreExecute();
mWorker.mParams = params;
exec.execute(mFuture);
return this;
}
三种任务状态，PENDING是等待运行，RUNNING是运行中，FINISHED是完成，初始状态是PENDING。
任务开始，设置RUNNING状态，onPreExecute方法进行准备工作，(空方法，子类可选择重写)，初始参数交给WorkerRunnable保存，push到线程池SerialExecutor的具体任务是FutureTask。
private static class SerialExecutor implements Executor {
final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
Runnable mActive;
public synchronized void execute(final Runnable r) {
//将Runnable加入队列，等待执行。
mTasks.offer(new Runnable() {
public void run() {
try {
r.run();
} finally {
scheduleNext();
}
}
});
//当前mActive任务是空，说明还未取出过任务将其赋值。即当前没有任务执行。
if (mActive == null) {
scheduleNext();
}
}
//队列弹出任务，交给真正执行的线程池
protected synchronized void scheduleNext() {
if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
}
}
}
任务队列ArrayDeque，将派发的FutureTask任务再次封装成一个新Runnable，投入队列，顺序执行。从队列取任务，交给真正的线程池。结束后，poll取下一个任务。
SerialExecutor功能是控制任务按顺序串行交给线程池。
public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
= new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE,
KEEP_ALIVE,TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
3个核心线程(针对2个cup)，最大线程数量是5，LinkedBlockingDeque(128)任务队列，任务是由SerialExecutor一次一个的顺序push的，当前任务完成，下一个任务创建新线程(<核心数量)，线程数量达到核心数量，随机使用老线程处理。
注意
在Android2.3，API11前，直接采用5个线程的线程池，API11后，加入线程池SerialExecutor，变成串行。因此，可以加入判断，大于11时直接使用线程池THREAD_POOL_EXECUTOR，绕过SerialExecutor可避免串行。
三、任务
线程池THREAD_POOL_EXECUTOR处理任务，新Runnable的run方法，FutureTask的#run方法，触发Callable的call方法，即WorkerRunnable#call方法，最终，耗时操作是doInBackground方法。
private static final int NEW = 0;
private static final int COMPLETING = 1;
private static final int NORMAL = 2;
private static final int EXCEPTIONAL = 3;
private static final int CANCELLED = 4;
private static final int INTERRUPTING = 5;
private static final int INTERRUPTED = 6;
FutureTask有七种状态，新建，完成，普通，异常，取消和中断，前三种是正常状态，后四种是异常状态，执行过程触发状态变化。
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW;
}
FutureTask构造方法，初始化NEW状态。
public void run() {
if (state != NEW ||
!U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
return;
try {
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {//存在callable，执行其call方法
V result;
boolean ran;
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
//成功标志
if (ran)
set(result);
}
} finally {
runner = null;
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
run方法，必须执行NEW状态的，若不是NEW或compareAndSwapXxx原子方法设置runner为当前线程(且初值需要是null)不成功，直接返回。
call方法，有两种执行情况，成功，状态情况NEW -> COMPLETING-> NORMAL。
protected void set(V v) {
if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v;
U.putOrderedInt(this, STATE, NORMAL); // final state
finishCompletion();
}
}
set方法，设置结果，改变状态，finishCompletion方法，结束任务，outcome变量存储成功结果。
异常，状态情况NEW -> COMPLETING-> EXCEPTIONAL。
protected void setException(Throwable t) {
if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
outcome = t;
U.putOrderedInt(this, STATE, EXCEPTIONAL);
finishCompletion();
}
}
在catch代码块，setException方法，设置异常，改变状态，finishCompletion方法，结束任务，outcome变量存储异常Throwable。
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (U.compareAndSwapObject(this, WAITERS, q, null)) {
for (;;) {
Thread t = q.thread;
if (t != null) {
q.thread = null;
LockSupport.unpark(t);
}
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc
q = next;
}
break;
}
}
done();
callable = null; // to reduce footprint
}
异常或正常任务结束，利用LockSupport.unpark(Thread)，唤醒在get方法处阻塞的线程，get方法情况适用于执行任务时，其他线程如主线程想通过FutureTask的#get方法获取任务结果，如果还未完成，阻塞，直到任务完成更新状态，通知唤醒，这里，此时还未执行get方法。
最后，done方法，FutureTask子类重写，利用get方法获取结果，传递给AsyncTask类的postResultIfNotInvoked方法。
private void postResultIfNotInvoked(Result result) {
final boolean wasTaskInvoked = mTaskInvoked.get();
if (!wasTaskInvoked) {
postResult(result);
}
}
在call方法，设置过mTaskInvoked标志，因此，向主线程postResult发送结果的消息不在done方法，在call方法的finally代码块。
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = state;
if (s <= COMPLETING)
s = awaitDone(false, 0L);
return report(s);
}
get方法结果，状态<=COMPLETING，进行中，awaitDone方法陷入等待。状态>COMPLETING，完成，包括正常/异常，report结果。
private V report(int s) throws ExecutionException {
Object x = outcome;
//正常完成，返回结果
if (s == NORMAL)
return (V)x;
//取消异常，CANCELLED，INTERRUPTING，INTERRUPTED三种情况
if (s >= CANCELLED)
throw new CancellationException();
throw new ExecutionException((Throwable)x);//中断异常
}
report两种情况，返回结果或抛出异常。异常在重写的done方法处被捕获。
当任务进行时，执行AsyncTask#cancel方法。
public final boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
mCancelled.set(true);
return mFuture.cancel(mayInterruptIfRunning);
}
通过Future接口控制任务取消，改变AsyncTask的mCancelled标志位。
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
if (!(state == NEW &&
U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW,
mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
return false;
try { // in case call to interrupt throws exception
if (mayInterruptIfRunning) {
try {
Thread t = runner;
if (t != null)
t.interrupt();
} finally { // final state
U.putOrderedInt(this, STATE, INTERRUPTED);
}
}
} finally {
finishCompletion();
}
return true;
}
必须是执行中状态，非NEW状态。标志mayInterruptIfRunning，用户控制，cancel方法参数传入。
如果是中断任务，触发Thread#interrupt方法，线程并不会停止，继续运行，仅仅是改变了中断标志。
状态变化是NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED。
如果是取消任务，同样，线程继续执行。
状态变化是NEW -> CANCELLED。
最后，调用finishCompletion方法，进入done方法，这种情况下get方法结果时，状态是INTERRUPTED或CANCELLED，report方法会抛出CancellationException异常。在done方法，捕捉到CancellationException异常，执行postResultIfNotInvoked时，传入结果null。
耗时任务会继续执行，当call方法完成，postResult方法派送结果时，根据状态触发onCancelled方法，而不是onPostExecute方法。
注意
若用户在上层调用了AsyncTask的#cancel方法，主线程UI更新会停止，但是doInBackground执行不会停止，后台任务publishProgress时，会判断标志位mCancelled，已经在cancel方法设置，因此，不会再通知主线程进度。看不到UI更新了，以为线程被终止了，其实后台线程还在运行中。
四、总结
AsyncTask 类是一个可获取过程与结果的任务处理类，启动后，后台执行，进度更新(如果需要) ，结果处理，方法不需要亲自调用，只需要重写。
不一定由主线程创建 AsyncTask ，因内部 Handler 已经自动绑定主线程Looper。
SerialExecutor 的任务队列依次执行，也可以自己定义线程池。
任重而道远
