Android線程學習索引

線程狀態(tài)

線程狀態(tài)轉換圖

new,runnable,running,dead,blocked,waiting/time waiting

狀態(tài)轉換的幾個方法及其比較

start()/run()的區(qū)別：

start是讓線程處于就緒狀態(tài)真正的實現(xiàn)多線程，內部是調用了run方法。而run方法不是洋丐，繼續(xù)同步調用吊圾。

其余幾個方法的比較：

yield—線程靜態(tài)方法，釋放鎖麻蹋，放棄這次cpu機會跛溉，下次再競爭，只給不比自己優(yōu)先級低的線程機會扮授，執(zhí)行后線程進入runnable狀態(tài)

sleep--靜態(tài)方法芳室，不釋放鎖，不考慮優(yōu)先級刹勃，執(zhí)行后進入block狀態(tài)堪侯，有的也說進入timewaiting狀態(tài)，從不釋放鎖這點來看荔仁，我覺得是block狀態(tài)伍宦。

join--實例方法，使該實例進程阻塞乏梁，當被join的線程執(zhí)行完才執(zhí)行自己次洼，執(zhí)行進入wait/timewaiting狀態(tài)

wait—Object類實例方法，釋放鎖遇骑，必須放在同步塊里使用卖毁，自己則進入對象等待池，執(zhí)行后進入wait/timewaiting落萎，wait（time）就是進入timewaiting狀態(tài)亥啦，能提前notify么？

notify--實例方法练链，該實例對象移除對象等待池翔脱，進入鎖標志等待池

notifyAll--實例方法，喚醒所有的線程媒鼓，讓其競爭上崗

怎樣使用多線程

繼承thread届吁，實現(xiàn)runnable接口，實現(xiàn)callable接口

線程池

線程池ThreadPool的使用executorService.excute绿鸣，

根據(jù)其構造方法理解線程池

比如asyncTask的核心線程數(shù)Math.max(2,Math.min(CPU_COUNT,4))瓷产，至少2個，至多4個
最大線程數(shù) CPU_COUNT*2-1

okhttp的核心線程數(shù)0枚驻，最大數(shù)INT_MAX---為什么會這樣濒旦？后文有

優(yōu)化點就在減少線程的創(chuàng)建和銷毀時間，開發(fā)者更多的關注任務

構造方法的四個隊列及其特點

linkedBlockQueue再登，ArrayBlockQueue尔邓，DelayQueue晾剖，SynchronizedQueue

Okhttp的內部實現(xiàn)

可以借助OkHttpClient.newCall(request).equeue(Callback)來理解線程池的應用
參考okhttp章節(jié)的發(fā)送請求段落
http://www.reibang.com/p/6fa13048a6cf

線程安全問題

實質就是多線程的同步問題。
為什么會出現(xiàn)同步問題梯嗽，背景在數(shù)據(jù)讀寫這里齿尽，先看到讀寫方式（如圖）

image.png

1.程序運行過程中的臨時數(shù)據(jù)是存放在主存（物理內存）當中的；
cpu訪問速度和順序：register寄存器-->cpu cache mem(高速緩存)-->RAM 主存
2.由于CPU執(zhí)行速度很快灯节，而從內存讀取數(shù)據(jù)和向內存寫入數(shù)據(jù)的過程跟CPU執(zhí)行指令的速度比起來要慢的多循头；
3.如果任何時候對數(shù)據(jù)的操作都要通過和內存的交互來進行，會大大降低指令執(zhí)行的速度炎疆；
4.所以最終在CPU里面就有了高速緩存卡骂；
線程會從主存（堆區(qū)）copy一份到棧內存里（高速緩存里），處理完后就把這個副本刷回去
5.但是問題在形入，有緩存不一致的問題全跨，也就是多線程訪問會訪問到緩存，而不是實時數(shù)據(jù)亿遂；
6.于是有了加鎖的概念（線程安全的問題）浓若。

Java Memory Model

解決線程安全模型，先來了解jmm

什么是Java內存模型蛇数？

https://mp.weixin.qq.com/s/_4AtyCVPj6E4AkHzVHsKbg

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

因此并發(fā)可能遇到的三個問題
1.原子性：即一個操作或者多個操作要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過程不會被任何因素打斷挪钓，要么就都不執(zhí)行;
2.可見性:是指當多個線程訪問同一個變量時，一個線程修改了這個變量的值耳舅，其他線程能夠立即看得到修改的值;
3.有序性：即程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行碌上。

再更詳細的說
java內存模型的毛病
http://cmsblogs.com/?p=2161

實例化一個對象要分為三個步驟：

1.分配內存空間
2.初始化對象
3.將內存空間的地址賦值給對應的引用

但是由于重排序的緣故，步驟2挽放、3可能會發(fā)生重排序绍赛，其過程如下：
1.分配內存空間
2.將內存空間的地址賦值給對應的引用
3.初始化對象

如果2蔓纠、3發(fā)生了重排序就會導致第二個判斷會出錯辑畦，singleton != null，但是它其實僅僅只是一個地址而已腿倚，
此時對象還沒有被初始化纯出，所以return的singleton對象是一個沒有被初始化的對象

兩個解決辦法：

1.不允許初始化階段步驟2 、3發(fā)生重排序敷燎。
2.允許初始化階段步驟2 暂筝、3發(fā)生重排序，但是不允許其他線程“看到”這個重排序硬贯。

Volatile

volatile關鍵字焕襟，用來修飾變量
volatile在以下三方面影響java內存模型，從而保證線程安全

1.原子性:Java中對基本數(shù)據(jù)類型的變量的讀取和賦值操作是原子性操作饭豹，即這些操作是不可被中斷的鸵赖，要么執(zhí)行务漩，要么不執(zhí)行,其余都是非原子操作；
*volatile不保證原子性操作,所以對原子性沒幫助

2.可見性：Java里的一個共享變量被volatile修飾時它褪，它會保證修改的值會立即被更新到主存饵骨，當有其他線程需要讀取時，它會去內存中讀取新值茫打；
*volatile保證修改的值會立即被更新到主存

3.有序性：JavaJ內存模型中居触，允許編譯器和處理器對指令進行重排序，但是重排序過程不會影響到單線程程序的執(zhí)行老赤，卻會影響到多線程并發(fā)執(zhí)行的正確性轮洋；
*volatile原則屬于 happens-before原則的一部分，能部分保證有序性

從匯編角度了解volatile禁止重排序诗越，了解happens-before原則
http://cmsblogs.com/?p=2148

Synchronize

Synchronize關鍵字砖瞧，本身不是鎖，只是去拿鎖

從jmm角度分析synchronize和volatile的區(qū)別
1.原子性
代表了原子性的操作（幾個步驟是一個原子）在線程執(zhí)行過程中不會被中斷嚷狞，是一個整體块促；
原子性是拒絕多線程操作的，不論是多核還是單核床未，具有原子性的量竭翠，同一時刻只能有一個線程來對它進行操作，所以synchronize可以保證變量原子性薇搁；
volatile能保證變量在私有內存和主內存間的同步斋扰，但是多個線程操作仍然可能打斷，所以不能保證變量的原子性啃洋；
2.可見性
volatile是變量在多線程之間的可見性（使得緩存數(shù)據(jù)無效）传货，synchronize并不會馬上更新到主存里,只不過只有一個線程操作，數(shù)據(jù)繼續(xù)是緩存->主存宏娄；
3.有序性
都是一定程度保證有序性问裕，volatile的有序性規(guī)則不細說，synchronize是保證同步代碼塊內的代碼不會重排序到同步塊之外（其實也是monitor屏障）
4.其他方面
volatile是線程同步的輕量級實現(xiàn)孵坚，多線程訪問volatile不會發(fā)生阻塞粮宛，而synchronize會發(fā)生阻塞，所以volatile的性能要比synchronize好卖宠；
volatile只能用于修飾變量巍杈，synchronize可以用于修飾方法、代碼塊扛伍，對于多線程訪問同一個實例變量還是需要加鎖同步筷畦。

鎖范圍

Java并發(fā)之synchronized深度解析
https://mp.weixin.qq.com/s/xPUKTIIwz4sU1cK1eWy21w

鎖思想
http://www.reibang.com/p/94cf9ebd8932
包含，悲觀（就是鎖上）樂觀（認為不會修改刺洒，寫少的場景鳖宾，無鎖亚斋，CAS操作）。
鎖升級：自旋鎖（先不釋放鎖攘滩，下次申請鎖還是自己就不用再加鎖消耗）帅刊，輕量鎖（等待，里面有個id漂问，判斷到?jīng)]到自己）赖瞒，重量鎖（直接掛起等待喚醒）

結合單例DCL去講

餓漢法寫一個單例
https://blog.csdn.net/Jo__yang/article/details/52117031

https://mp.weixin.qq.com/s/N6UqsoWLEUWFFu2S_OT75w

那些年，我們一起寫的單例模式
https://mp.weixin.qq.com/s/pixuEDQ_OZ0RFjciTThKlQ

那為什么用enum寫單例是線程安全的蚤假？
http://www.hollischuang.com/archives/197

各種鎖示意圖

圖源https://mp.weixin.qq.com/s/tQ4dgerk9-FR4HIW5rwHpQ

ReentrantLock

reentrantLock重入鎖栏饮，—這個沒咋看，不常用
結合DelayQueue的take方法
https://blog.csdn.net/kobejayandy/article/details/46833623

樂觀悲觀

鎖繼續(xù)發(fā)散就是樂觀鎖和悲觀鎖
這兩種不是真正的鎖磷仰，而是一種思想袍嬉，前面說的加鎖都是悲觀鎖，cas是一種樂觀鎖的實現(xiàn)形式灶平。
悲觀鎖就是每個操作前都鎖定伺通，樂觀鎖就是先讀取操作后再比較，適用于讀高發(fā)的場景逢享。具體參考
CAS （compareAndSwap）
https://www.cnblogs.com/qjjazry/p/6581568.html

死鎖

死鎖的概念
代碼實現(xiàn)一個死鎖罐监，如何解決死鎖？
http://cmsblogs.com/?p=1312

jvm 跟jmm的區(qū)別

jvm是指java虛擬機的內部結構模型瞒爬，內部包括：線程共享方法區(qū)&堆區(qū)弓柱，線程獨享棧區(qū)，本地方法區(qū)侧但，程序計數(shù)器矢空。

數(shù)據(jù)結構的線程安全問題

有時候是從數(shù)據(jù)結構深入到線程安全。
比如先問HashMap和LinkedHashMap的區(qū)別禀横，然后問HashMap的缺點屁药，
再對比HashMap和HashTable，Collection.SynchornizedMap的優(yōu)缺燕侠，提出改進方案用ConcurrentHashMap--->結構特點

這里再發(fā)散一下
有點像ArrayList和LinkedList比較者祖，再比較Vector立莉，和CopyOnWriteArrayList

多線程中的通信問題

就是考Handler的消息機制

首先handler收發(fā)消息的圖要會畫

然后通過各自的構造方法去梳理一下

handler/thread/threadLocal/looper/messageQueue 的對應關系

以activity在主線程啟動的為例（handler有關的）

1.ActivityThread的main方法里Looper.prepareMainLooper(就是prepare方法）绢彤；
2.activityThread就綁定了這個線程，雖然我不知道跟這個handler有啥用蜓耻；
3.并且主動調用loop循環(huán)取消息茫舶；

prepareLooper方法做了兩件事

1.判斷當前線程的threadLocal里有沒有l(wèi)ooper，有就報錯刹淌，因為一個線程里只能有一個looper饶氏；
2.threadLocal（looper類的餓漢初始化）里沒有l(wèi)ooper讥耗，則初始化looper并set進去；
這里細節(jié)
Looper prepare的時候疹启，
先檢查 threadLocal古程，先get，看能不能拿到looper
再set喊崖，把looper set到threadLocal里
ThreadLocal 的get方法挣磨，很詭異
看起來是key，value荤懂，key是thread茁裙，value是looper

實際上是獲取 thread里私有的threadLocal，
因為ThreadLocal.ThreadLocalMap是線程私有的节仿。
這個ThreadLocalMap是ThreadLocal的靜態(tài)內部類晤锥。

然后并不是真正的map。而是一個 Entry數(shù)組廊宪。
這個數(shù)組存的方式也很奇怪矾瘾，index是threadLocal的hashCode
value是Entry。
entry的key是 ThreadLocal箭启，value是其持有的私有對象值霜威，這里是looper

然后，這個entry册烈，繼承的是一個WeakReference<ThreadLocal<?>>
這個能保證戈泼，weakReference里的threadLocal 就不算強引用，可以正成蜕回收大猛，threadlocalMap也就可以回收，這樣里面的一些私有變量就可以被回收淀零。

舉個例子挽绩， userInfo放到threadLocal里，做線程私有變量驾中，當userInfo不用了唉堪，userInfo==null，
但是threadLocal還持有userInfo（集合持有）肩民，threadLocal生命周期跟thread一起唠亚，可能這個thread就一直沒釋放，也就沒回收持痰，導致內部的threadLocalMap就一直保留著userInfo.

這里就可以做到灶搜，threadLocal的remove函數(shù)，會主動清理掉entry，避免集合引用導致的泄露割卖。

這里可以看這篇文章
https://mp.weixin.qq.com/s/8Emvbmbn1CgBPjddETEjMA

Looper的初始化方法里做了兩件事

1.綁定一個messageQueue前酿，所以一個looper只有一個msgQueue；
2.綁定當前所處線程鹏溯；
所以主線程默認是有一個looper罢维，一個msgQueue，主線程的handler是不需要額外prepare的

然后就是1個線程可以有多個handler（實際就是1個looper可以有多個handler）參考主線程丙挽，其余都是一一擁有關系言津。

收發(fā)消息

handler.sendMsg/obtainMsg的區(qū)別

handler怎樣做到MsgDelay

->handler.sendMsgDelay
->msg內部存儲了一個時間戳
->sendMessageAtTime方法綁定一個msgQueue(也從側面說明，一個handler只能同一時間處理一個msgQueue的消息）
->handler.enqueueMessage
->msgQueue.enqueueMessage
->內部有個死循環(huán)來判斷排隊

這里經(jīng)常會被問到為什么msg delay不會被阻塞取试，比如sendMsgDelay 悬槽，第一個msg delay 30s，第二個msg delay 5s
那么第二個msg真的會在第35s才被接收嗎瞬浓？
這里涉及到的就是msg的阻塞問題初婆，

實際上結合MessageQueue的enquene方法，和msg的next方法猿棉，內部維護一個needAwake
首先判斷的是消息是否退出磅叛，如果要退出就回收消息，然后獲取到正在使用的消息并將傳遞過來的時間（即延時時間）賦值給msg.when萨赁。而p又是什么弊琴？其實p = mMessages，第一次進來p是null杖爽，接著判斷消息是否為null敲董，當前消息的when是否為0或者小于p.when滿足這個條件,p 就是下一個要執(zhí)行的消息即（msg.next），再給needWake賦值時刻喚醒消息慰安。如果不滿足上面的條件（即線程阻塞了）則開啟一個死循環(huán)將其插入到隊列中腋寨，讓when = 0的消息或者when < p.when（即延時小的消息）先執(zhí)行。

loop方法的內部實現(xiàn)

內部一個死循環(huán)不斷去取msg化焕，取到之后msg.target.dispatchMsg萄窜，這個msg.target本質是handler對象，
在handler.obtain的時候撒桨，msg就綁定上了一個target查刻，handler.send的是在equeueMsg的時候綁上的，最后由這個handler去handleMsg

這里會被問到凤类，為什么這個loop的死循環(huán)不會阻塞UI線程穗泵？
在MessageQueue.next()方法里，會調用一個native方法：nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis)踱蠢，當主線程沒有消息可處理的時候火欧，該方法會阻塞主線程。在這種情況下茎截，用戶點擊一下屏幕
nativePollOnce()方法繼續(xù)執(zhí)行了苇侵，并且調用了InputEventReceiver.dispatchInputEvent()
調用nativePollOnce()方法掛起主線程之后，當有一些事件到來時企锌，native層會喚醒主線程
https://www.zhihu.com/question/34652589

IntentService/HandlerThread的學習與使用

http://www.reibang.com/p/b9427d4011e0

ThreadLocal

面試必問：Android Handler機制之ThreadLocal
https://mp.weixin.qq.com/s/WOYUWPSSrGIaX1uuboRrqg

ThreadLocal解析
https://mp.weixin.qq.com/s/VNBwPPJeENyU9iyxJcN1qw

AsyncTask

使用
http://www.reibang.com/p/7d2fa022b647

源碼
http://www.reibang.com/p/97da1c0f21c4

強烈推薦看這個
關于創(chuàng)建ayncTask的
https://mp.weixin.qq.com/s/5CeZ6NHF6dm3qN6RgzaGDQ

其他的同步

Condition 與傳統(tǒng)多線程協(xié)作區(qū)別問題解析
https://mp.weixin.qq.com/s/naUaxbcenTZeiQ441wyQbA

Android Exchanger
https://mp.weixin.qq.com/s/bOFsVALa8oBbhvcrzCIbYw

進程

Android技能樹 — 多進程相關小結
https://mp.weixin.qq.com/s/DgMXCqRh5sQiIDEUeTPzcw

參考鏈接

android 多線程 — 綜述
http://www.reibang.com/p/52d752dac4aa

還有一些線程的問題
https://mp.weixin.qq.com/s/QQt8sPOjsqQ0kHtfGsSlMg

JAVA多線程和并發(fā)基礎面試問答
http://blog.jobbole.com/76308/

Java線程面試題 Top 50
http://www.importnew.com/12773.html

40個Java多線程問題總結
http://www.cnblogs.com/xrq730/p/5060921.html

handler實現(xiàn)原理榆浓，從源碼分析
http://www.2cto.com/kf/201605/507567.html

多線程的實際應用例子
簡易斷點續(xù)傳下載器實現(xiàn)
http://www.reibang.com/p/5b2e22c42467

Android多線程斷點續(xù)傳下載
http://www.reibang.com/p/2b82db0a5181

Android里怎么回主線程操作
https://www.cnblogs.com/jingmo0319/p/5730963.html

最后編輯于：2022.09.28 20:10:21

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