學(xué)習(xí)內(nèi)容
- 線程基本概念
- 線程的不同形式
- AsyncTask
- HandlerThread
- IntentService
- 線程池基礎(chǔ)
原文開篇部分
- 主線程主要處理和界面相關(guān)的事情，而子線程則往往用于執(zhí)行耗時操作呈队。
- 線程的多種形態(tài)：
- AsyncTask：底層封裝了線程池和 Handler乔遮，目的在于方便開發(fā)者在子線程中更新 UI皇拣。
- HandlerThread：底層直接使用了線程，它是一個具有消息循環(huán)的線程，其內(nèi)部可以使用 Handler
- IntentService：底層直接使用了線程诲祸，內(nèi)部采用 HandlerThread 來執(zhí)行任務(wù)，完成后即退出而昨。它是類似后臺線程的服務(wù)救氯，不易被系統(tǒng)殺死從而保證后臺任務(wù)的執(zhí)行。而單純后臺線程的話歌憨，如果內(nèi)部沒有活動的四大組件着憨，優(yōu)先級低，容易被殺死务嫡。
- 線程池：
- 線程的創(chuàng)建和銷毀有相應(yīng)的開銷甲抖，因此采用線程池，線程池中會緩存一定數(shù)量的線程心铃，通過線程池可以避免因為頻繁創(chuàng)建和銷毀線程所帶來的系統(tǒng)開銷准谚。
主線程和子線程
基本介紹
- 主線程指進(jìn)程擁有的線程；子線程也叫工作線程去扣，除了主線程以外的線程都是子線程柱衔。
- 主線程的作用是運行四大組件以及處理它們和用戶的交互，而子線程的作用則是執(zhí)行耗時任務(wù)愉棱。
- Android 3.0 以后唆铐，網(wǎng)絡(luò)訪問必須在子線程中進(jìn)行，否則網(wǎng)絡(luò)訪問會失敗奔滑，并拋出 NetworkOnMainThreadException 異常艾岂，此舉是為了避免主線程由于被耗時任務(wù)所阻塞而出現(xiàn) ANR。
Android 中的線程形態(tài)
AsyncTask
1. 基本
- 輕量級
- 適合執(zhí)行后臺任務(wù)以及在主線程中訪問 UI朋其，但不適合執(zhí)行特別好使的后臺任務(wù)王浴。（特別耗時的，建議線程池）
2.參數(shù)
-
AsyncTask 是一個抽象的泛型類令宿，有三個參數(shù)叼耙，具體聲明如下
public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> Params：表示參數(shù)的類型
Progress：表示后臺任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度的類型
Result：表示后臺任務(wù)的返回結(jié)果的類型
3.核心方法
- onPreExecute()：在主線程中執(zhí)行。在異步任務(wù)之前調(diào)用此方法粒没，做一些準(zhǔn)備工作
- doInBackground(Params...params)：
- 在線程池中調(diào)用筛婉，用于執(zhí)行異步任務(wù)，參數(shù)表明異步任務(wù)的輸入?yún)?shù)。
- 內(nèi)部可以通過 publishProgress 方法更新任務(wù)進(jìn)度爽撒，而 publishProgress 方法中會調(diào)用 onProgressUpdate方法
- 另外該方法返回結(jié)果給 onPostExecute 方法入蛆。
- onProgressUpdate(Progress...progress)：在主線程中執(zhí)行，當(dāng)后臺任務(wù)的進(jìn)度發(fā)生改變時此方法被調(diào)用硕勿。用于更新界面中的進(jìn)度哨毁。
- onPostExecute(Result result)：在主線程中執(zhí)行，異步任務(wù)執(zhí)行之后源武，此方法被調(diào)用扼褪，result 是后臺任務(wù)的返回值。用于在任務(wù)完成后給出提示粱栖。
- 補充
- 執(zhí)行順序：onPreExecute --> doInBackground --> onPostExecute话浇。
- onCanceled()：在 主線程 中執(zhí)行，異步任務(wù)取消時闹究，該方法被調(diào)用幔崖，此時 onPoseExecute 方法不會被調(diào)用。
4.限制
- AsyncTask 的類必須在 主線程 中加載渣淤，即第一次訪問 AsyncTask 必須發(fā)生在主線程赏寇，Android 4.1 及以上版本已自動完成。
- AsyncTask 的對象必須在 主線程 中創(chuàng)建
- execute 方法必須在 UI 線程 調(diào)用
- 不要在程序中直接調(diào)用 onPreExecute价认、doInBackground嗅定、onProgressUpdate、onPostExecute 方法
- 一個 AsyncTask 對象只能 執(zhí)行一次刻伊，即只能調(diào)用一次 execute 方法露戒，否則報異常
- Android 1.6 以前，串行執(zhí)行任務(wù)捶箱；Android 1.6 時采用線程池處理并行任務(wù)；Andorid 3.0 開始动漾，采用單個線程來串行執(zhí)行任務(wù)丁屎，但是可以通過 AsyncTask 的 executeOnExecutor 方法來并行執(zhí)行任務(wù)。
AsyncTask 的工作原理
1.分析
-
從 execute(Params... params) 入手分析旱眯，它會調(diào)用 **executeOnExecutor **方法：
@MainThread public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) { return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params); } @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; }在 executeOnExecutor 方法中晨川，首先 onPreExecute 方法被調(diào)用，之后線程池開始執(zhí)行 exec.execute(mFuture)删豺，這里實際上調(diào)用的是 SerialExecutor.execute(final Runnable r) 方法：
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); } } }此處可以分析 AsyncTask 的排隊執(zhí)行的過程共虑。首先系統(tǒng)把 AsyncTask 的 Params 參數(shù)封裝成 FutureTask 對象，F(xiàn)utureTask 是一個并發(fā)類呀页，它充當(dāng) Runnable 的作用妈拌。接著這個 FutureTask 會交給 SerialExecutor 的 execute 方法處理。
execute 方法首先會把該 FutureTask 對象插入到任務(wù)隊列 mTasks蓬蝶，如果此時沒有正在活動的 AsyncTask 任務(wù)尘分，就會執(zhí)行下一個 AsyncTask 任務(wù)猜惋；同時當(dāng)一個 AsyncTask 任務(wù)執(zhí)行完后，AsyncTask 會繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)直到所有任務(wù)都執(zhí)行完為止培愁。（串行執(zhí)行）
AsyncTask 有兩個線程池（THREAD_POOL_EXECUTOR 和 SerialExecutor ）和一個 Handler（InternalHandler）著摔。
- SerialExecutor 用于任務(wù)的排隊
- THREAD_POOL_EXECUTOR 用于真正的執(zhí)行任務(wù)
- InternalHandler 用于將執(zhí)行環(huán)境從線程池切換到主線程
在上面的分析中，我們看到 SerialExecutor 中調(diào)用了 FutrueTask 的 run 方法定续，而其 run 方法中會調(diào)用 mWorker 的 call 方法谍咆，call 方法定義在 AsyncTask 的構(gòu)造函數(shù)中
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { 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; } };能看到，call 方法中首先將 mTaskInvoked 設(shè)為 true私股，表明當(dāng)前任務(wù)已被調(diào)用卧波，然后執(zhí)行 AsyncTask 的 doInBackground 方法，接著講返回值傳遞給 postResult 方法庇茫，它的實現(xiàn)如下所示：
private Result postResult(Result result) { @SuppressWarnings("unchecked") Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<Result>(this, result)); message.sendToTarget(); return result; }上面的代碼中港粱，postResult 方法會通過 getHandler() 方法得到一個 Handler 對象，然后通過該 Handler 發(fā)送一個消息旦签；實際上 getHandler 返回了一個 mHandler查坪。
private Handler getHandler() { return mHandler; }而AsyncTask 的構(gòu)造方法中，對 mHandler 做出如下設(shè)置：
mHandler = callbackLooper == null || callbackLooper == Looper.getMainLooper() ? getMainHandler() : new Handler(callbackLooper); private static Handler getMainHandler() { synchronized (AsyncTask.class) { if (sHandler == null) { sHandler = new InternalHandler(Looper.getMainLooper()); } return sHandler; } }因此實際最后得到的 Handler 對象即為 sHandler宁炫，變相要求了 AsyncTask 的類必須在主線程中加載偿曙。這個 sHandler 的定義如下：
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; } } }可以看到，sHandler 收到 MESSAGE_POST_RESULT 消息后會調(diào)用 AsyncTask 的 finish 方法羔巢。
private void finish(Result result) { if (isCancelled()) { onCancelled(result); } else { onPostExecute(result); } mStatus = Status.FINISHED; }如果被取消執(zhí)行望忆，那么調(diào)用 onCancelled 方法，否則調(diào)用 onPostExecute 方法竿秆，此時 doInBackground 的返回值 result 就傳遞給了 onPostExecute 方法启摄。
到此為止，AsyncTask 的整個工作流程就分析完畢了幽钢。
2.流程順序
AsyncTask.execute(Params... params) -> AsyncTask.executeOnExecutor(Executor exec,Params... params) （此方法中調(diào)用 onPreExecute）-> SerialExecutor.execute(final Runnable r) -> FutureTask r.run() -> WorkerRunnable<Params,Result> mWorker.call()(此方法中調(diào)用 doInBackground） -> AsyncTask.postResult(Result result) -> sHandler 發(fā)送消息 -> InternalHandler.handleMessage -> AsyncTask.finish（此方法中調(diào)用 onCancelled 或者 onPostExecute ）
HandlerThread
介紹
- HandlerThread 繼承了 Thread歉备，是一種可以使用 Handler 的 Thread。
- 實現(xiàn)簡單：在 run 方法中通過 Looper.prepare() 來創(chuàng)建消息隊列匪燕，并通過 Looper.loop() 開啟消息循環(huán)蕾羊，這樣就可以創(chuàng)建使用 Handler 了。
- HandlerThread vs. 普通的 Thread：
- 普通 Thread 主要用于在 run 方法中執(zhí)行一個耗時任務(wù);
- HandlerThread 在內(nèi)部創(chuàng)建了消息隊列帽驯，外界需要通過 Handler 的消息方式來通知 HandlerThread 執(zhí)行一個具體的任務(wù)
- 使用場景之一：IntentService
- 建議：和 Looper 類似龟再，當(dāng)明確不再需要 HandlerThread 時，通過它的 quit 或者 quitSafely 方法來終止線程的執(zhí)行尼变。
IntentService
1.介紹
- IntentService 是一種特殊的 Service利凑，繼承了 Service 并且是一個 抽象類。
- 用于執(zhí)行后臺耗時的任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行后它會自動停止截碴。同時因為其本質(zhì)是 Service梳侨，導(dǎo)致優(yōu)先級比普通的線程高，不容易被殺死日丹，所以適合執(zhí)行一些 高優(yōu)先級的后臺任務(wù)走哺。
2.原理
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IntentService 封裝了 HandlerThread 和 Handler，從源碼中可以清楚的看到：
public abstract class IntentService extends Service { //... private final class ServiceHandler extends Handler { public ServiceHandler(Looper looper) { super(looper); } @Override public void handleMessage(Message msg) { onHandleIntent((Intent)msg.obj); stopSelf(msg.arg1); } } @Override public void onCreate() { // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock // during processing, and to have a static startService(Context, Intent) // method that would launch the service & hand off a wakelock. super.onCreate(); HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]"); thread.start(); mServiceLooper = thread.getLooper(); mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper); } //... }在第一次啟動 IntentService 時哲虾，onCreate 方法創(chuàng)建一個 HandlerThread丙躏，然后利用 Looper 來構(gòu)造一個 Handler 對象 mServiceHandler，這樣通過 mServiceHandler 發(fā)送的消息最后都會在 HandlerThread 中執(zhí)行束凑。
當(dāng)每次啟動 IntentService 時晒旅，都會調(diào)用 onStartConmmand 方法，而其又會調(diào)用 onStart 方法汪诉，源碼如下：
@Override public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) { onStart(intent, startId); return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY; } @Override public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) { Message msg = mServiceHandler.obtainMessage(); msg.arg1 = startId; msg.obj = intent; mServiceHandler.sendMessage(msg); }可以看出废恋，它只是通過 mServiceHandler 發(fā)送了一條消息，這條消息包含了 Intent 對象扒寄，這個消息會在 HandlerThread 中處理鱼鼓。當(dāng) mServiceHandler 收到消息后，會將 Intent 對象傳遞給 onHandleIntent 方法该编，而 onHandleIntent 方法是一個抽象方法迄本，通過子類重寫該方法從而實現(xiàn)通過 Intent 對象解析外界啟動 IntentService 時傳入的參數(shù)，并針對不同參數(shù)區(qū)分具體的后臺任務(wù)课竣。
@WorkerThread protected abstract void onHandleIntent(@Nullable Intent intent);當(dāng) onHandlerIntent 結(jié)束后嘉赎，就會調(diào)用 stopSelf(int startId) 方法停止服務(wù)，該方法會等待所有的消息都處理完畢后才會終止服務(wù)于樟。（stopSelf()方法會立即終止）
作為補充公条，IntentService 是順序執(zhí)行后臺任務(wù)的，原因在于 IntentService 內(nèi)部是通過消息的方式向 HandlerThread 請求執(zhí)行任務(wù)隔披，而 Handler 的 Looper 是順序處理的赃份，因此 IntentService 也是順序執(zhí)行的。
Android 中的線程池
線程池的優(yōu)點：
- 重用線程池中的線程奢米，避免因為線程的創(chuàng)建和銷毀所帶來的性能開銷
- 有效控制線程池的最大并發(fā)數(shù)，避免大量的線程之間因互相搶占系統(tǒng)自ui按導(dǎo)致的阻塞現(xiàn)象
- 能夠?qū)€程進(jìn)行簡單的管理纠永，并提供定時指定以及指定間隔循環(huán)執(zhí)行等功能鬓长。
1.ThreadPoolExecutor
1.基本介紹
該類是線程池的真正實現(xiàn)，Android 的線程池都是直接或者間接通過配置 ThreadPoolExecutor 來實現(xiàn)的尝江。
-
一個比較常用的構(gòu)造方法：
public ThreadPoolExector(int corePoolSize, int maximunPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory)參數(shù)說明：
- corePoolSize：線程池的核心線程數(shù)涉波，默認(rèn)情況下，核心線程會一直存活。如果設(shè)置 allowCoreThreadTimeOut 為 true啤覆，且等待時間超過 keepAliveTime 所制定的時長后苍日，核心線程會被終止。
- maximunPoolSize：線程池能容納的最大線程數(shù)窗声，當(dāng)活動的線程達(dá)到這個數(shù)值之后相恃，后續(xù)任務(wù)會被阻塞。
- keepAliveTime：非核心線程閑置時的超時時長笨觅，超過這個時長拦耐，非核心線程就會被回收。當(dāng)設(shè)置 allowCoreThreadTimeOut = true 時见剩，同樣會作用于核心線程杀糯。
- unit：指定 keepAliveTime 參數(shù)的時間單位，這是一個枚舉苍苞。
- workQueue：線程池中的任務(wù)隊列固翰，通過線程池的 execute 方法提交的 Runnable 對象會存儲在這個參數(shù)中。
- threadFactory：線程工廠羹呵，為線程池提供創(chuàng)建新線程的功能功能骂际。它是個接口，只有一個方法：
Thread newThread(Runnable r)
不常用的參數(shù)
- RejectedExecutionHandler handler：當(dāng)線程池?zé)o法執(zhí)行新任務(wù)時担巩，可能是由于任務(wù)隊列已滿或者時無法成功執(zhí)行任務(wù)方援，此時 ThreadPoolExecutor 會調(diào)用 handler 的 rejectdExecution 方法來通知調(diào)用者。
2.執(zhí)行任務(wù)的規(guī)則
- 線程池中的線程數(shù)量未達(dá)到核心線程的數(shù)量：直接啟動一個核心線程來執(zhí)行任務(wù)涛癌。
- 如果線程池中的線程數(shù)量已經(jīng)大導(dǎo)或者超過核心線程的數(shù)量犯戏，那么任務(wù)會被插入到任務(wù)隊列等待執(zhí)行
- 如果 2 中無法將任務(wù)插入到任務(wù)隊列中，這往往是由于任務(wù)隊列已滿拳话，此時如果線程數(shù)量未達(dá)到線程池規(guī)定的最大值先匪，那么會立刻啟動一個非核心線程來執(zhí)行任務(wù)。
- 如果 3 中線程數(shù)量已經(jīng)達(dá)到線程池規(guī)定的最大值弃衍，那么據(jù)拒絕執(zhí)行此任務(wù)呀非，此時上述不常用的參數(shù) handler 發(fā)揮作用。
3.AsyncTask 線程池的配置
（針對 THREAD_POOL_EXECUTOR 線程池）
- 核心線程數(shù)等于 CPU 核心數(shù) + 1
- 線程池的最大線程數(shù)為 CPU 核心數(shù)的 2 倍 + 1
- 核心線程無超時機制镜盯，非核心線程在閑置時的超時時間為 1 秒
- 任務(wù)隊列的容量為 128
2.線程池的分類
常見的 4 個線程池
- FixedThreadPool
- 線程池固定的線程池岸裙，當(dāng)線程處于空閑狀態(tài)時，它們并不會被回收速缆，除非線程池被關(guān)閉降允。當(dāng)所有的線程都處于活動狀態(tài)時，新任務(wù)都會處于等待狀態(tài)艺糜，直到有線程空閑出來剧董。
- 只有核心線程并且不會被回收幢尚，能夠更加快速的響應(yīng)外界的請求。
- CachedThreadPool
- 線程數(shù)量不定的線程池翅楼，只有非核心線程尉剩，最大線程數(shù)為 Integer.MAX_VALUE。
- 當(dāng)線程池中的線程都處于活動狀態(tài)時毅臊，線程池會創(chuàng)建新的線程來處理新任務(wù)理茎，否則利用空閑的線程來處理新任務(wù)。線程池中的空閑線程具有超時機制褂微，為 60s功蜓。
- 任務(wù)隊列相當(dāng)于一個空集合，導(dǎo)致任何任務(wù)都會立即被執(zhí)行宠蚂，適合執(zhí)行大量耗時較少的任務(wù)式撼。當(dāng)整個線程池都處于限制狀態(tài)時，線程池中的縣城都會超時而被停止求厕。
- ScheduledThreadPool
- 核心線程數(shù)量固定著隆，非核心線程數(shù)沒有限制，并且非核心線程閑置的時候立即回收呀癣。
- 主要用于執(zhí)行定時任務(wù)和具有固定周期的重復(fù)任務(wù)
- SingleThreadExecutor
- 只有一個核心線程美浦，保證所有的任務(wù)都在一個線程中順序執(zhí)行。
- 意義在于不需要處理線程同步的問題项栏。
