本篇的主要內(nèi)容是Android的線程和線程池：

• 概述
• 線程形態(tài)
  • AsyncTask
  • HandlerThread
  • IntentService
• 線程池

一.概述

1.含義：線程是CPU調(diào)度的最小單元。

2.特點(diǎn)：線程是一種受限的系統(tǒng)資源。即線程不可無限制的產(chǎn)生且線程的創(chuàng)建和銷毀都有一定的開銷欣舵。

Q：如何避免頻繁創(chuàng)建和銷毀線程所帶來的系統(tǒng)開銷耳峦？
A：采用線程池，池中會(huì)緩存一定數(shù)量的線程，進(jìn)而達(dá)到效果。

3.分類：

• 按用途可分為兩類：
  • 主線程：一般一個(gè)進(jìn)程只有一個(gè)主線程，主要處理界面交互相關(guān)的邏輯左权。
  • 子線程：除主線程之外都是子線程，主要用于執(zhí)行耗時(shí)操作痴颊。
• 按形態(tài)可分為三類：
  • AsyncTask：底層封裝了線程池和Handler赏迟，便于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)以及在主線程中進(jìn)行UI操作。
  • HandlerThread：一種具有消息循環(huán)的線程蠢棱，其內(nèi)部可使用Handler锌杀。
  • IntentService：是一種異步甩栈、會(huì)自動(dòng)停止的服務(wù)，內(nèi)部采用HandlerThread糕再。

二.線程形態(tài)

對(duì)于主線程和子線程相信已經(jīng)非常熟悉了量没，現(xiàn)在主要學(xué)習(xí)以下三種形態(tài)的線程：

1.AsyncTask

a.AsyncTask：一種輕量級(jí)的異步任務(wù)類。

在Android中實(shí)現(xiàn)異步任務(wù)機(jī)制有兩種方式：Handler和AsyncTask突想。

• Handler機(jī)制存在的問題：代碼相對(duì)臃腫殴蹄；多任務(wù)同時(shí)執(zhí)行時(shí)不易精確控制線程。
• 引入AsyncTask的好處：創(chuàng)建異步任務(wù)更簡(jiǎn)單猾担，直接繼承它可方便實(shí)現(xiàn)后臺(tái)異步任務(wù)的執(zhí)行和進(jìn)度的回調(diào)更新UI袭灯，而無需編寫任務(wù)線程和Handler實(shí)例就能完成相同的任務(wù)。

b.AsyncTask是抽象的泛型類绑嘹，其組成成員有：

• 三個(gè)泛型參數(shù)：
  • Params：表示執(zhí)行AsyncTask需要傳入的參數(shù)稽荧，可用于在后臺(tái)任務(wù)中使用；
  • Progress：表示后臺(tái)任務(wù)執(zhí)行的進(jìn)度圾叼；
  • Result： 表示后臺(tái)任務(wù)的返回結(jié)果的類型蛤克；
  • 若沒有傳遞具體的參數(shù)捺癞，這三個(gè)泛型參數(shù)都可使用void夷蚊。如：

//含義：在執(zhí)行AsyncTask時(shí)不需要傳入?yún)?shù)給后臺(tái)任務(wù)、使用整型數(shù)據(jù)來作為進(jìn)度顯示單位髓介，最后使用布爾型數(shù)據(jù)來反饋執(zhí)行結(jié)果
public abstract class AsyncTask<Void, Integer, Boolean>

• 五個(gè)核心方法：
  • onPreExecute()：
    • 運(yùn)行在：主線程
    • 調(diào)用時(shí)刻：在異步任務(wù)執(zhí)行之前被調(diào)用
    • 作用：可用于進(jìn)行一些界面上的初始化操作
  • doInBackground(Params…params)：
    • 運(yùn)行在：子線程
    • 作用：可用于處理所有的耗時(shí)任務(wù)惕鼓。若需要更新UI需調(diào)用 publishProgress(Progress...)方法
    • 注意：任務(wù)一旦完成就通過return語句將任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果返回，若Result被指定為void唐础，就可不返回執(zhí)行結(jié)果
  • onProgressUpdate(Progress…values)：
    • 運(yùn)行在：主線程
    • 調(diào)用時(shí)刻：在后臺(tái)任務(wù)中調(diào)用publishProgress(Progress...)之后該方法會(huì)被調(diào)用
    • 作用：可利用方法中攜帶的參數(shù)如Progress來對(duì)UI進(jìn)行相應(yīng)地更新
  • onPostExecute(Result result)：
    • 運(yùn)行在：主線程
    • 調(diào)用時(shí)刻：在異步任務(wù)執(zhí)行完畢并通過return語句返回時(shí)被調(diào)用
    • 作用：可利用方法中返回的數(shù)據(jù)來進(jìn)行一些UI操作
  • onCancelled()：
    • 運(yùn)行在：主線程
    • 調(diào)用時(shí)刻：當(dāng)異步任務(wù)被取消時(shí)被調(diào)用
    • 作用：可用于做界面取消的更新
  • 注意：
    • 不要直接調(diào)用onPreExecute()箱歧、doInBackground()、onProgressUpdate()一膨、onPostExecute)和onCancelled()方法
    • AsyncTask對(duì)象必須在主線程創(chuàng)建
• 開始和結(jié)束異步任務(wù)的方法：
  • execute(Params...params)
    • 必須在主線程中調(diào)用
    • 作用：表示開始一個(gè)異步任務(wù)
    • 注意：一個(gè)異步對(duì)象只能調(diào)用一次execute()方法
  • cancel(booleanmayInterruptIfRunning)
    • 必須在主線程中調(diào)用
    • 作用：表示停止一個(gè)異步任務(wù)

比如自定義一個(gè)AsyncTask呀邢，來模擬一個(gè)下載任務(wù)：

class DownloadTask extends AsyncTask<Void, Integer, Boolean> {  
  
    @Override//初始化一個(gè)ProgressDialog  
    protected void onPreExecute() {  
        progressDialog.show();  
    }  
  
    @Override//具體的下載邏輯
    protected Boolean doInBackground(Void... params) {  
        try {  
            while (true) {  
                int downloadPercent = doDownload();  
                publishProgress(downloadPercent);  
                if (downloadPercent >= 100) {  
                    break;  
                }  
            }  
        } catch (Exception e) {  
            return false;  
        }  
        return true;  
    }  
  
    @Override//顯示當(dāng)前的下載進(jìn)度
    protected void onProgressUpdate(Integer... values) {  
        progressDialog.setMessage("當(dāng)前下載進(jìn)度：" + values[0] + "%");  
    }  
  
    @Override//提示任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果  
    protected void onPostExecute(Boolean result) {  
        progressDialog.dismiss();  
        if (result) {  
            Toast.makeText(context, "下載成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
        } else {  
            Toast.makeText(context, "下載失敗", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
        }  
    }  
}  

任務(wù)的啟動(dòng)和停止只需要以下幾行代碼：

// 開始任務(wù)  
DownloadTask mDownloadTask  = new DownloadTask();  
mDownloadTask .execute();  
   
// 停止任務(wù)  
mDownloadTask .cancel(true);  

補(bǔ)充實(shí)例：詳解Android中AsyncTask的使用

c.工作原理

• 內(nèi)部有一個(gè)靜態(tài)的Handler對(duì)象即InternalHandler：
  • 作用：將執(zhí)行環(huán)境從線程池切換到主線程；通過它來發(fā)送任務(wù)執(zhí)行的進(jìn)度以及執(zhí)行結(jié)束等消息豹绪。
  • 注意：必須在主線程中創(chuàng)建
• 內(nèi)部有兩個(gè)線程池：
  • SerialExecutor：用于任務(wù)的排隊(duì)价淌，默認(rèn)是串行的線程池
  • THREAD_POOL_EXECUTOR：用于真正執(zhí)行任務(wù)。
• 排隊(duì)執(zhí)行過程：
  • 把參數(shù)Params封裝為FutureTask對(duì)象瞒津，相當(dāng)于Runnable蝉衣；
  • 調(diào)用SerialExecutor.execute()將FutureTask插入到任務(wù)隊(duì)列tasks；
  • 若沒有正在活動(dòng)的AsyncTask任務(wù)巷蚪，則就會(huì)執(zhí)行下一個(gè)AsyncTask任務(wù)病毡。執(zhí)行完畢后會(huì)繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)直到所有任務(wù)都完成。即默認(rèn)使用串行方式執(zhí)行任務(wù)屁柏。

注意：AsyncTask不適用于進(jìn)行特別耗時(shí)的后臺(tái)任務(wù)啦膜，而是建議用線程池有送。

推薦閱讀：Android AsyncTask完全解析，帶你從源碼的角度徹底理解功戚、AsyncTask原理及不足

2.HandlerThread

a.HandlerThread是一個(gè)線程類娶眷，它繼承自Thread

與普通Thread的區(qū)別：具有消息循環(huán)的效果。原理：

• 內(nèi)部HandlerThread.run()方法中有Looper啸臀，通過Looper.prepare()來創(chuàng)建消息隊(duì)列届宠，并通過Looper.loop()來開啟消息循環(huán)。

b實(shí)現(xiàn)方法

• 實(shí)例化一個(gè)HandlerThread對(duì)象乘粒，參數(shù)是該線程的名稱豌注；
• 通過 HandlerThread.start()開啟線程；
• 實(shí)例化一個(gè)Handler并傳入HandlerThread中的looper對(duì)象灯萍，使得與HandlerThread綁定轧铁；
• 利用Handler即可執(zhí)行異步任務(wù)；
• 當(dāng)不需要HandlerThread時(shí)旦棉，通過HandlerThread.quit()/quitSafely()方法來終止線程的執(zhí)行齿风。

private HandlerThread myHandlerThread ;  
private Handler handler ;  
@Override  
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
    super.onCreate(savedInstanceState);  
   setContentView(R.layout.activity_main);  
   //實(shí)例化HandlerThread
   myHandlerThread = new HandlerThread("myHandler") ;  
   //開啟HandlerThread
   myHandlerThread.start();  
   //將Handler對(duì)象與HandlerThread線程綁定
   handler =new Handler(myHandlerThread.getLooper()){  
       @Override  
        publicvoid handleMessage(Message msg) {  
           super.handleMessage(msg);  
            // 這里接收Handler發(fā)來的消息，運(yùn)行在handler_thread線程中  
            //TODO...  
        }  
    };  
   
   //在主線程給Handler發(fā)送消息  
   handler.sendEmptyMessage(1) ;  
   new Thread(new Runnable() {  
       @Override  
        publicvoid run() {  
           //在子線程給Handler發(fā)送數(shù)據(jù)  
           handler.sendEmptyMessage(2) ;  
        }  
    }).start();  
}  
@Override  
protected void onDestroy() {  
   super.onDestroy();  
   //終止HandlerThread運(yùn)行
   myHandlerThread.quit() ;  
}  

補(bǔ)充實(shí)例：Android 多線程之HandlerThread 完全詳解

c.用途：

• 進(jìn)行串行異步通信
• 構(gòu)造IntentService

在之前學(xué)習(xí)Handler機(jī)制時(shí)知道在子線程使用Handler的方法绑洛，其實(shí)HandlerThread的出現(xiàn)使得這一過程變得更加簡(jiǎn)便救斑，更多解析見淺析HandlerThread

3.IntentService

a.IntentService是一個(gè)繼承自Service的抽象類

b.優(yōu)點(diǎn)：

• 相比于線程：由于是服務(wù)，優(yōu)先級(jí)比線程高真屯，更不容易被系統(tǒng)殺死脸候。因此較適合執(zhí)行一些高優(yōu)先級(jí)的后臺(tái)任務(wù)。
• 相比于普通Service：可自動(dòng)創(chuàng)建子線程來執(zhí)行任務(wù)绑蔫，且任務(wù)執(zhí)行完畢后自動(dòng)退出运沦。

c.IntentService內(nèi)部封裝了HandlerThread和Handler，工作原理：

• 在IntentService.onCreate()里創(chuàng)建一個(gè)Handle對(duì)象即HandlerThread配深，利用其內(nèi)部的Looper會(huì)實(shí)例化一個(gè)ServiceHandler對(duì)象携添；
• 任務(wù)請(qǐng)求的Intent會(huì)被封裝到Message并通過ServiceHandler發(fā)送給Looper的MessageQueue，最終在HandlerThread中執(zhí)行篓叶；
• 在ServiceHandler.handleMessage()中會(huì)調(diào)用IntentService.onHandleIntent()烈掠，可在該方法中處理后臺(tái)任務(wù)的邏輯。

流程圖

圖片來源：Android IntentService的使用和源碼分析

d.使用方法：

• 新建類并繼承IntentService澜共，重寫onHandleIntent()方法向叉，該方法：
  • 運(yùn)行在：子線程，因此可以去處理一些耗時(shí)操作嗦董。
  • 作用：從Intent參數(shù)中區(qū)分具體的任務(wù)并執(zhí)行這些任務(wù)
• 在配置文件中進(jìn)行注冊(cè)母谎。
• 在活動(dòng)中利用Intent實(shí)現(xiàn)IntentService的啟動(dòng)：

Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
intent.putExtra("xxx",xxx);  
startService(intent);//啟動(dòng)服務(wù)

具體實(shí)例見Service篇之IntentService

注意：無需手動(dòng)停止服務(wù)，onHandleIntent()執(zhí)行結(jié)束之后京革，IntentService會(huì)自動(dòng)停止奇唤。

推薦閱讀：Android多線程：IntentService用法&源碼分析

三.線程池

1.優(yōu)點(diǎn)

• 重用線程池中的線程幸斥，避免線程的創(chuàng)建和銷毀帶來的性能消耗；
• 有效控制線程池的最大并發(fā)數(shù)咬扇，避免大量的線程之間因互相搶占系統(tǒng)資源而導(dǎo)致阻塞現(xiàn)象甲葬；
• 進(jìn)行線程管理，提供定時(shí)/循環(huán)間隔執(zhí)行等功能懈贺。

• 線程池的概念來源：Java中的Executor经窖，它是一個(gè)接口。
• 線程池的真正實(shí)現(xiàn)：ThreadPoolExecutor梭灿，提供一系列參數(shù)來配置線程池画侣。

//構(gòu)造參數(shù)
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler) {

• corePoolSize：核心線程數(shù)
  • 默認(rèn)情況下，核心線程會(huì)在線程中一直存活堡妒。
  • 當(dāng)設(shè)置ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut屬性為
    • true：表示核心線程閑置超過超時(shí)時(shí)長(zhǎng)配乱，會(huì)被回收；
    • false：表示核心線程不會(huì)被回收皮迟，會(huì)在線程池中一直存活搬泥。
• maximumPoolSize：最大線程數(shù)
  • 當(dāng)活動(dòng)線程數(shù)達(dá)到這個(gè)數(shù)值后，后續(xù)的任務(wù)將會(huì)被阻塞伏尼。
• keepAliveTime：非核心線程超時(shí)時(shí)間
  • 超過這個(gè)時(shí)長(zhǎng)忿檩，閑置的非核心線程就會(huì)被回收。
  • 當(dāng)設(shè)置ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeTout屬性為true時(shí)烦粒，keepAliveTime對(duì)核心線程同樣有效休溶。
• unit：用于指定keepAliveTime參數(shù)的時(shí)間單位
  • 單位有：TimeUnit.MILLISECONDS代赁、TimeUnit.SECONDS扰她、TimeUnit.MINUTES等；
• workQueue：任務(wù)隊(duì)列
  • 通過線程池的execute()方法提交的Runnable對(duì)象會(huì)存儲(chǔ)在這個(gè)參數(shù)中芭碍。
• threadFactory：線程工廠徒役，可創(chuàng)建新線程
  • 是個(gè)接口，只有一個(gè)方法Thread newThread(Runnable r)窖壕。
• handler：在線程池?zé)o法執(zhí)行新任務(wù)時(shí)進(jìn)行調(diào)度忧勿。

實(shí)例：線程池的原理及實(shí)現(xiàn)

3.ThreadPoolExecutor的默認(rèn)工作策略：

• 若程池中的線程數(shù)量未達(dá)到核心線程數(shù)，則會(huì)直接啟動(dòng)一個(gè)核心線程執(zhí)行任務(wù)瞻讽。
• 若線程池中的線程數(shù)量已達(dá)到或者超過核心線程數(shù)量鸳吸，則任務(wù)會(huì)被插入到任務(wù)列表等待執(zhí)行。
  • 若任務(wù)無法插入到任務(wù)列表中速勇，往往由于任務(wù)列表已滿晌砾，此時(shí)如果
    • 線程數(shù)量未達(dá)到線程池最大線程數(shù)，則會(huì)啟動(dòng)一個(gè)非核心線程執(zhí)行任務(wù)烦磁；
    • 線程數(shù)量已達(dá)到線程池規(guī)定的最大值养匈，則拒絕執(zhí)行此任務(wù)哼勇，ThreadPoolExecutor會(huì)調(diào)用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法來通知調(diào)用者。

4.ThreadPoolExecutor線程池的分類：

• FixThreadPool：
  • 含義：線程數(shù)量固定的線程池呕乎，所有線程都是核心線程积担，當(dāng)線程空閑時(shí)不會(huì)被回收。
  • 特點(diǎn)：能快速響應(yīng)外界請(qǐng)求猬仁。
• CachedThreadPool：
  • 含義：線程數(shù)量不定的線程池（最大線程數(shù)為Integer.MAX_VALUE）帝璧，只有非核心線程，空閑線程有超時(shí)機(jī)制湿刽，超時(shí)回收聋溜。
  • 特點(diǎn)：適合于執(zhí)行大量的耗時(shí)較少的任務(wù)
• ScheduledThreadPool：
  • 含義：核心線程數(shù)量固定，非核心線程數(shù)量不定叭爱。
  • 特點(diǎn)：定時(shí)任務(wù)和固定周期的任務(wù)撮躁。
• SingleThreadExecutor：
  • 含義：只有一個(gè)核心線程，可確保所有的任務(wù)都在同一個(gè)線程中按順序執(zhí)行买雾。
  • 特點(diǎn)：無需處理線程同步問題把曼。

推薦閱讀：Java四種線程池的使用

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