A. android的App中线程池的使用,具体使用多少个线程池
1.可以根据cpu数来配。
2. 其实这个问题只是线程池的使用理解上来做的,具体看功能。
3. 所谓线程池就是一种对象池缓存优化技术,当任务量非常巨大的时候具有减少内存开销的作用。
B. Android 中的“子线程”解析
Android 中线程可分为 主线程 和 子线程 两类,其中主线程也就是 UI线程 ,它的主要这作用就是运行四大组件、处理界面交互。子线程则主要是处理耗时任务,也是我们要重点分析的。
首先 java 中的各种线程在 Android 里是通用的,Android 特有的线程形态也是基于 Java 的实现的,所以有必要先简单的了解下 Java 中的线程,本文主要包括以下内容:
在 Java 中要创建子线程可以直接继承 Thread 类,重写 run() 方法:
或者实现 Runnable 接口,然后用Thread执行Runnable,这种方式比较常用:
简单的总结下:
Callable 和 Runnable 类似,都可以用来处理具体的耗时任务逻辑的,但是但具体的差别在哪里呢?看一个小例子:
定义 MyCallable 实现了 Callable 接口,和之前 Runnable 的 run() 方法对比下, call() 方法是有返回值的哦,泛型就是返回值的类型:
一般会通过线程池来执行 Callable (线程池相关内容后边会讲到),执行结果就是一个 Future 对象:
可以看到,通过线程池执行 MyCallable 对象返回了一个 Future 对象,取出执行结果。
Future 是一个接口,从其内部的方法可以看出它提供了取消任务(有坑!!!)、判断任务是否完成、获取任务结果的功能:
Future 接口有一个 FutureTask 实现类,同时 FutureTask 也实现了 Runnable 接口,并提供了两个构造函数:
用 FutureTask 一个参数的构造函数来改造下上边的例子:
FutureTask 内部有一个 done() 方法,代表 Callable 中的任务已经结束,可以用来获取执行结果:
所以 Future + Callable 的组合可以更方便的获取子线程任务的执行结果,更好的控制任务的执行,主要的用法先说这么多了,其实 AsyncTask 内部也是类似的实现!
注意, Future 并不能取消掉运行中的任务,这点在后边的 AsyncTask 解析中有提到。
Java 中线程池的具体的实现类是 ThreadPoolExecutor ,继承了 Executor 接口,这些线程池在 Android 中也是通用的。使用线程池的好处:
常用的构造函数如下:
一个常规线程池可以按照如下方式来实现:
执行任务:
基于 ThreadPoolExecutor ,系统扩展了几类具有新特性的线程池:
线程池可以通过 execute() 、 submit() 方法开始执行任务,主要差别从方法的声明就可以看出,由于 submit() 有返回值,可以方便得到任务的执行结果:
要关闭线程池可以使用如下方法:
IntentService 是 Android 中一种特殊的 Service,可用于执行后台耗时任务,任务结束时会自动停止,由于属于系统的四大组件之一,相比一般线程具有较高的优先级,不容易被杀死。用法和普通 Service 基本一致,只需要在 onHandleIntent() 中处理耗时任务即可:
至于 HandlerThread,它是 IntentService 内部实现的重要部分,细节内容会在 IntentService 源码中说到。
IntentService 首次创建被启动的时候其生命周期方法 onCreate() 会先被调用,所以我们从这个方法开始分析:
这里出现了 HandlerThread 和 ServiceHandler 两个类,先搞明白它们的作用,以便后续的分析。
首先看 HandlerThread 的核心实现:
首先它继承了 Thread 类,可以当做子线程来使用,并在 run() 方法中创建了一个消息循环系统、开启消息循环。
ServiceHandler 是 IntentService 的内部类,继承了 Handler,具体内容后续分析:
现在回过头来看 onCreate() 方法主要是一些初始化的操作, 首先创建了一个 thread 对象,并启动线程,然后用其内部的 Looper 对象 创建一个 mServiceHandler 对象,将子线程的 Looper 和 ServiceHandler 建立了绑定关系,这样就可以使用 mServiceHandler 将消息发送到子线程去处理了。
生命周期方法 onStartCommand() 方法会在 IntentService 每次被启动时调用,一般会这里处理启动 IntentService 传递 Intent 解析携带的数据:
又调用了 start() 方法:
就是用 mServiceHandler 发送了一条包含 startId 和 intent 的消息,消息的发送还是在主线程进行的,接下来消息的接收、处理就是在子线程进行的:
当接收到消息时,通过 onHandleIntent() 方法在子线程处理 intent 对象, onHandleIntent() 方法执行结束后,通过 stopSelf(msg.arg1) 等待所有消息处理完毕后终止服务。
为什么消息的处理是在子线程呢?这里涉及到 Handler 的内部消息机制,简单的说,因为 ServiceHandler 使用的 Looper 对象就是在 HandlerThread 这个子线程类里创建的,并通过 Looper.loop() 开启消息循环,不断从消息队列(单链表)中取出消息,并执行,截取 loop() 的部分源码:
dispatchMessage() 方法间接会调用 handleMessage() 方法,所以最终 onHandleIntent() 就在子线程中划线执行了,即 HandlerThread 的 run() 方法。
这就是 IntentService 实现的核心,通过 HandlerThread + Hanlder 把启动 IntentService 的 Intent 从主线程切换到子线程,实现让 Service 可以处理耗时任务的功能!
AsyncTask 是 Android 中轻量级的异步任务抽象类,它的内部主要由线程池以及 Handler 实现,在线程池中执行耗时任务并把结果通过 Handler 机制中转到主线程以实现UI操作。典型的用法如下:
从 Android3.0 开始,AsyncTask 默认是串行执行的:
如果需要并行执行可以这么做:
AsyncTask 的源码不多,还是比较容易理解的。根据上边的用法,可以从 execute() 方法开始我们的分析:
看到 @MainThread 注解了吗?所以 execute() 方法需要在主线程执行哦!
进而又调用了 executeOnExecutor() :
可以看到,当任务正在执行或者已经完成,如果又被执行会抛出异常!回调方法 onPreExecute() 最先被执行了。
传入的 sDefaultExecutor 参数,是一个自定义的串行线程池对象,所有任务在该线程池中排队执行:
可以看到 SerialExecutor 线程池仅用于任务的排队, THREAD_POOL_EXECUTOR 线程池才是用于执行真正的任务,就是我们线程池部分讲到的 ThreadPoolExecutor :
再回到 executeOnExecutor() 方法中,那么 exec.execute(mFuture) 就是触发线程池开始执行任务的操作了。
那 executeOnExecutor() 方法中的 mWorker 是什么? mFuture 是什么?答案在 AsyncTask 的构造函数中:
原来 mWorker 是一个 Callable 对象, mFuture 是一个 FutureTask 对象,继承了 Runnable 接口。所以 mWorker 的 call() 方法会在 mFuture 的 run() 方法中执行,所以 mWorker 的 call() 方法在线程池得到执行!
同时 doInBackground() 方法就在 call() 中方法,所以我们自定义的耗时任务逻辑得到执行,不就是我们第二部分讲的那一套吗!
doInBackground() 的返回值会传递给 postResult() 方法:
就是通过 Handler 将最终的耗时任务结果从子线程发送到主线程,具体的过程是这样的, getHandler() 得到的就是 AsyncTask 构造函数中初始化的 mHandler , mHander 又是通过 getMainHandler() 赋值的:
可以在看到 sHandler 是一个 InternalHandler 类对象:
所以 getHandler() 就是在得到在主线程创建的 InternalHandler 对象,所以
就可以完成耗时任务结果从子线程到主线程的切换,进而可以进行相关UI操作了。
当消息是 MESSAGE_POST_RESULT 时,代表任务执行完成, finish() 方法被调用:
如果任务没有被取消的话执行 onPostExecute() ,否则执行 onCancelled() 。
如果消息是 MESSAGE_POST_PROGRESS , onProgressUpdate() 方法被执行,根据之前的用法可以 onProgressUpdate() 的执行需要我们手动调用 publishProgress() 方法,就是通过 Handler 来发送进度数据:
进行中的任务如何取消呢?AsyncTask 提供了一个 cancel(boolean mayInterruptIfRunning) ,参数代表是否中断正在执行的线程任务,但是呢并不靠谱, cancel() 的方法注释中有这么一段:
大致意思就是调用 cancel() 方法后, onCancelled(Object) 回调方法会在 doInBackground() 之后被执行而 onPostExecute() 将不会被执行,同时你应该 doInBackground() 回调方法中通过 isCancelled() 来检查任务是否已取消,进而去终止任务的执行!
所以只能自己动手了:
AsyncTask 整体的实现流程就这些了,源码是最好的老师,自己跟着源码走一遍有些问题可能就豁然开朗了!
C. Android中的线程池
线程池的好处
1、重用线程池中的线程,避免线程的创建与销毁带来的性能开销
2、能有效控制线程池的最大并发数,避免大量线程因抢占资源而导致的阻塞
3、能对线程进行简单的管理,提供定时或者指定间隔时间、循环执行等操作
线程池的概率来自于java的Executor接口,实现类是ThreadPoolExecutor, 它提供一系列的参数来配置线程池,以此构建不同的线程池。Android的线程池分4类,都是通过Executors所提供的工厂方法来得到。
ThreadPoolExecutor有四个构造函数,下面这个是最常用的
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory)
corePoolSize
线程池中的核心线程数,默认情况下核心线程会在线程池中一直存活,即使他们处于闲置状态。如果设置ThreadPoolExecutor 中的allowCoreThreadTimeOut = true, 核心线程在等待新任务到来时有超时机制,时间超过keepAliveTime所指定的时间后,核心线程会终止。
maximumPoolSize
最大线程数
keepAliveTime
非核心线程闲置的超时时间,超过这个时间,非核心线程会被回收。核心线程则要看allowCoreThreadTimeOut属性的值。
unit
时间单位
workQueue
线程池中的工作队列
threadFactory
线程工厂,为线程池提供创建新线程的功能。
举个例子,我们常用的okhttp内部也是使用了线程池,它的ThreadPoolExecutor主要是定义在Dispatcher类里面。 使用的是CachedThreadPool。
executorService = ThreadPoolExecutor(0, Int.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS, SynchronousQueue(), ThreadFactory("okhttp Dispatcher", false))
1、FixedThreadPool
通过Executors的newFixedThreadPool()创建,这是一个线程数量固定的线程池,里面所有的线程都是核心线程。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())
}
2、CachedThreadPool
通过Executors的newCacheThreadPool()创建,这是一个线程数量不定的线程池,里面所有的线程都是非核心线程。最大线程数是无限大,当线程池中的线程都处于活动状态时,新的task会创建新的线程来处理,否则就使用空闲的线程处理,所有的线程都是60s的超时时间,超时后会自动回收。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(){
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<Runnable>())
}
3、ScheledThreadPool
通过Executors的newScheledThreadPool()创建, 核心线程固定,非核心线程无限大,当非核心线程空闲时,会立即被回收。适合做定时任务或者固定周期的重复任务。
public static ExecutorService newScheledThreadPool(int corePoolSize){
return new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, TimeUnit.SECONDS, new DelayedWorkQueue())
}
4、SingleThreadExcecutor
通过Executors的newSingleThreadPool()创建,内部只有一个核心线程。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(){
return new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>())
}
课外知识:LinkedBlockingQueue
LinkedBlockingQueue是由链表组成的阻塞队列,内部head 指向队列第一个元素,last指向最后一个元素。入队和出队都会加锁阻塞,都是使用了不同的锁。
DelayedWorkQueue
延时队列,队内元素必须是Delayed的实现类。对内元素会按照Delayed时间进行排序,对内元素只有在delayed时间过期了才能出队。
入队的时候不阻塞队列,出队的时候,如果队列为空或者队列里所有元素都等待时间都没有到期,则该线程进入阻塞状态。
D. Android线程池的使用
在Android中有主线程和子线程的区分。主线程又称为UI线程,主要是处理一些和界面相关的事情,而子线程主要是用于处理一些耗时比较大的一些任务,例如一些网络操作,IO请求等。如果在主线程中处理这些耗时的任务,则有可能会出现ANR现象(App直接卡死)。
线程池,从名字的表明含义上我们知道线程池就是包含线程的一个池子,它起到新建线程、管理线程、调度线程等作用。
既然Android中已经有了线程的概念,那么为什么需要使用线程池呢?我们从两个方面给出使用线程池的原因。
在Android中线程池就是ThreadPoolExecutor对象。我们先来看一下ThreadPoolExecutor的构造函数。
我们分别说一下当前的几个参数的含义:
第一个参数corePoolSize为 核心线程数 ,也就是说线程池中至少有这么多的线程,即使存在的这些线程没有执行任务。但是有一个例外就是,如果在线程池中设置了allowCoreThreadTimeOut为true,那么在 超时时间(keepAliveTime) 到达后核心线程也会被销毁。
第二个参数maximumPoolSize为 线程池中的最大线程数 。当活动线程数达到这个数后,后续添加的新任务会被阻塞。
第三个参数keepAliveTime为 线程的保活时间 ,就是说如果线程池中有多于核心线程数的线程,那么在线程没有任务的那一刻起开始计时,如果超过了keepAliveTime,还没有新的任务过来,则该线程就要被销毁。同时如果设置了allowCoreThreadTimeOut为true,该时间也就是上面第一条所说的 超时时间 。
第四个参数unit为 第三个参数的计时单位 ,有毫秒、秒等。
第五个参数workQueue为 线程池中的任务队列 ,该队列持有由execute方法传递过来的Runnable对象(Runnable对象就是一个任务)。这个任务队列的类型是BlockQueue类型,也就是阻塞队列,当队列的任务数为0时,取任务的操作会被阻塞;当队列的任务数满了(活动线程达到了最大线程数),添加操作就会阻塞。
第六个参数threadFactory为 线程工厂 ,当线程池需要创建一个新线程时,使用线程工厂来给线程池提供一个线程。
第七个参数handler为 拒绝策略 ,当线程池使用有界队列时(也就是第五个参数),如果队列满了,任务添加到线程池的时候的一个拒绝策略。
可以看到FixedThreadPool的构建调用了ThreadPoolExecutor的构造函数。从上面的调用中可以看出FixedThreadPool的几个特点:
可以看到CacheThreadPool的构建调用了ThreadPoolExecutor的构造函数。从上面的调用中可以看出CacheThreadPool的几个特点:
可以看到ScheledThreadPoolExecutor的构建调用了ThreadPoolExecutor的构造函数。从上面的调用中可以看出ScheledThreadPoolExecutor的几个特点:
可以看到SingleThreadExecutor的构建调用了ThreadPoolExecutor的构造函数。从上面的调用中可以看出SingleThreadExecutor的几个特点:
E. android创建子线程
创建后台线程的方法有多种,这里说三种,可以回去试试
1、使用Android系统工具类 AsyncTask(Params,Progress,Result)
AsyncTask是一个轻量级线程,三个泛型参数分别是 Params传入参数,int型Progress为进度条进度,Result为返回值
要使用AsyncTask,必须继承之并复写其中的几个重要的函数。
onPreExecute(), 该方法将在执行实际的后台操作前被UI thread调用。可以在该方法中做一些准备工作,如在界面上显示一个进度条。
doInBackground(Params...), 将在onPreExecute 方法执行后马上执行,该方法运行在后台线程中。这里将主要负责执行那些很耗时的后台计算工作。可以调用 publishProgress方法来更新实时的任务进度。该方法是抽象方法,子类必须实现。
onProgressUpdate(Progress...),在publishProgress方法被调用后,UI thread将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况,例如通过一个进度条进行展示。
onPostExecute(Result), 在doInBackground 执行完成后,onPostExecute 方法将被UI thread调用,后台的计算结果将通过该方法传递到UI thread.
注:Task必须在UI线程中创建,并调用并且只能调用一次execute方法,该方法的参数为传入的泛型Params。
其余函数最好不要手动调用,容易造成线程崩溃。多次调用Task,容易造成线程池溢出。
2、使用Handler和HandlerThread
误区: Handler handler = new Handler ();
handler.post(r);
这种做法看似创建了一个线程,但实际上handler只是直接调用Runnable中的run() 方法,而不执行线程的start()函数,所以这两句代码执行后,程序仍然在UI线程中执行。所以我们引入HandlerThread,因为HandlerThread中有一个Looper对象,用以循环消息队列。
为了使用Looper,必须子类化Handler,并复写它的构造函数。
class MyHandler extends Handler{
public MyHandler() {}
public MyHandler(Looper looper){
super (looper);
}
public void handleMessage(Message msg){
//....这里运行耗时的过程
}
}
}
handleMessage(Message msg)函数用以接收消息,msg则是从UI线程中发出的消息,可以传递各种对象,根据这些对象和数值进行操作。
有了Handler子类,则可以在UI线程中进行创建和初始化
HandlerThread handlerThread = new HandlerThread( "backgroundThread" );
handlerThread.start();
MyHandler myHandler = new MyHandler(handlerThread.getLooper());
Message msg = myHandler.obtainMessage();
//....此处对msg进行赋值,可以创建一个Bundle进行承载
msg.sendToTarget();
之后如果需要调用线程,只要对handler传入msg,就可以执行相应的过程了
最后,很重要的一点,HandlerThread 不随Activity的生命周期结束而消亡,所以必须复写Ondestory(),调用HandlerThread .stop()
3、使用线程同步 synchronized、 wait()、 notify()
使用线程同步机制synchronized实现多线程操作,相对来说比较复杂,但也是灵活性最佳、效率最高的一种做法,在产品开发当中也使用得最广。本人水平相当有限,也只学得一点皮毛。
synchronized相当于一把锁,当线程运行的时候,会同时有几个线程访问一个对象,对其进行操作或者修改。这可能引起很不良的后果(例如改变判定条件,或者在别的线程还没使用完的时候对象已经被析构等等),所以必须对一些对象进行加锁,保证它在同一时间只允许被一个线程访问。
synchronized使用方法有两种:
<1> 同步方法在方法名前加入synchronized关键字,则该方法在同一时间内只允许一个线程访问它,其代码逻辑较为简单,但使用起来不太灵活,并且大大降低效率,耗时太长的同步方法甚至会使得多线程失去原本的意义成为单线程
<2>同步参数 对某一个代码块加锁,并且以synchronized(obj)的方式,表明该代码块内的obj对象是线程同步的。这个做法使得代码灵活性大大加强,缩小同步代码块的范围,并且可以在不同的函数体和类内进行同步,唯一遗憾的是实现起来比较复杂,容易产生一些问题
而wait()和notify(),必须在synchronized锁的代码块内执行,否则系统将会报错。
有了以上基础,就可以很容易的创建后台线程了
Private Runnable backgroundRunnable = new Runnable () {
@Override
public void run() {
if(isFinish){
//.....
break;
}
for(;;){
synchronized(this){
//....写耗时过程
wait();
}
}
}
}
UI线程中,就是一般的创建线程过程了
Thread backgroundThread = new Thread (backgroundRunnable);
backgroundThread.start();
这样,在后台线程中会不断的循环,当执行完一次过程以后就会wait()休眠。然后在OnTouchListener或者OnClickListener内相应的位置执行
synchronized(backgroundRunnable){
backgroundRunnable.notify();
}
当用户触摸屏幕产生一个event的时候,线程就会被唤醒,执行下一次循环。
最后,还是内存安全问题,必须复写Activity中的OnDestory()方法,将标志量isFinish设为false,并且backgroundThread .stop()