Android中線程和線程池

我們知道線程是CPU調度的最小單位。在Android中主線程是不能夠做耗時操作的，子線程是不能夠更新UI的。在Android中，除了Thread外，扮演線程的角色有很多，如AsyncTask,IntentService和HandlerThread等等。由於內容過多，所以將分為上下兩部分，第一部分主要和大家談談Android中的線程，以及在Android中的常用的線程池。第二部分我們一起來了解一下AsyncTask的使用和工作原理。

 

1、HandlerThread

HandlerThread是Thread的子類，它是一種可以使用Handler的Thread,它的實現比較簡單。我們來看看它的源碼：

package android.os;

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
    

      public HandlerThread(String name, int priority) {
        super(name);
        mPriority = priority;
    }
    

       protected void onLooperPrepared() {
    }



    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    


     public Looper getLooper() {
        if (!isAlive()) {
            return null;
        }
        
        // If the thread has been started, wait until the looper has been created.
        synchronized (this) {
            while (isAlive() && mLooper == null) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        }
        return mLooper;
    }



       public boolean quit() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quit();
            return true;
        }
        return false;
    }





      public boolean quitSafely() {
        Looper looper = getLooper();
        if (looper != null) {
            looper.quitSafely();
            return true;
        }
        return false;
    }




     public int getThreadId() {
        return mTid;
    }
}

為了讓大家看清楚，我們源碼的一些英文注釋干掉了，現在就很清晰了。整個類中，除了構造方法和對外提供幾個public方法以外，就剩一個方法了run()。從它的實現來看，和普通的Thread實現沒有什么區別。都是在run()方法中執行耗時操作。不過，HandlerThread內部創建了消息隊列，並且run()方法是一個無限循環的方法，當我們不需要HandlerThread的時候，我們可以調用quitSafely()或者quit()方法來結束這個線程。這是比較方便的。

 

 

2、IntentService

IntentService是一種特殊的Service，它是Service的子類，並且它是一個抽象類，所以必須創建它的子類才可以使用Intent Service。Intent Service可用於執行后台的耗時任務，當任務執行完畢，它會自己結束，不需要開發着手動結束它。這里需要注意一個問題，Intentservice內置有線程，但是它還是屬於Service，所以它的優先級會比線程高很多，所以不容易被系統殺死。所以比較合適去執行一些優先級比較高的任務。看看它的源碼：

package android.app;

import android.annotation.WorkerThread;
import android.annotation.Nullable;
import android.content.Intent;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.IBinder;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;



public abstract class IntentService extends Service {
    private volatile Looper mServiceLooper;
    private volatile ServiceHandler mServiceHandler;
    private String mName;
    private boolean mRedelivery;



    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);
        }
    }




    public IntentService(String name) {
        super();
        mName = name;
    }




   public void setIntentRedelivery(boolean enabled) {
        mRedelivery = enabled;
    }

    @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);
    }




    @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }




      @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 onDestroy() {
        mServiceLooper.quit();
    }




    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }




    @WorkerThread
    protected abstract void onHandleIntent(@Nullable Intent intent);
}

這里就很簡單了，這些方法對於經常使用Service的朋友來說，就很熟悉了。大家看onCreate()方法。沒錯IntentService就是封裝了HandlerThread和Handler。

當我們啟動IntentService是onCreate(),方法將會被調用，然后就會創建HandlerThread和ServiceHandler。而onStartCommand()方法又調用了onStart()方法，從onStart()方法可以看出IntentService 僅僅是通過ServiceHandler來發一個消息，這個消息會在HandlerThread中被處理掉。

大家看這個onStart()方法，將intent作為消息傳遞給onHandleIntent，這個intent通常是我們傳遞進來的數據。而onHandleIntent就是通過這個intent來區別具體的后台任務的。 

 

好了，AsyncTask的使用和工作原理。我們會在下一章在說。下面我們看看線程池吧。

不知道大家有沒有遇到過這種情況。我們在寫項目，遇到耗時操作的時候，怎么辦呢，是不是new Thread().start，那這樣的話，整個項目中得new多少個Thread。這種明顯是很浪費性能。畢竟線程也是好資源的嘛。那么有沒有一種可以方法對線程進行復用呢？答案就是線程池。

 

先說一下線程池的好處：

1、重用線程池中的線程，避免因為線程的創建和銷毀帶來的性能開銷。

2、能有效的控制線程池中的線程並發數，避免大量線程之間因為互相搶占資源而導致的阻塞現象。

3、能夠對線程進行簡單的管理，並提供定時執行以及指定間隔循環執行等功能。

 

ThreadPoolExecutor

Android中的線程池概念是來源於java中Executor，Executor是一個空的接口，真正的線程池實現ThreadPoolExecutor。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             threadFactory, defaultHandler);
    }

簡單介紹一下ThreadPoolExcutor各個參數的含義

corePoolSize：線程池的核心線程數，默認情況下，核心線程會在線程池中一直存活，即使他們處於閑置狀態。當我們把ThreadPoolExecutor中的allowCoreThreadTimeOut屬性設置為true，那么閑置的核心線程在等待新任務的時候，如果時間超過keepAliveTime所設置的時間，核心線程將會被回收。

maximumPoolSize：設置最大線程池能夠容納的最大線程數，當線程池中的線程達到這個數以后，新任務將會被阻塞。

 

keepAliveTime：非核心線程數閑置的時間。

unit：指定keepAliveTime參數的時間單位。

workQueue：線程池中的任務隊列。

threadFactory：線程工廠，為線程池提供創建新線程的功能。

 

 

線程池的分類

Android中常見的線程池有四種，FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool、SingleThreadExecutor。

 

FixedThreadPool

FixedThreadPool線程池是通過Executors的new FixedThreadPool方法來創建。它的特點是該線程池中的線程數量是固定的。即使線程處於閑置的狀態，它們也不會被回收，除非線程池被關閉。當所有的線程都處於活躍狀態的時候，新任務就處於隊列中等待線程來處理。注意，FixedThreadPool只有核心線程，沒有非核心線程。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
        return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                      0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                      new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                      threadFactory);
    }

 

 

CachedThreadPool

CachedThreadPool線程池是通過Executors的newCachedThreadPool進行創建的。它是一種線程數目不固定的線程池，它沒有核心線程，只有非核心線程，當線程池中的線程都處於活躍狀態，就會創建新的線程來處理新的任務。否則就會利用閑置的線程來處理新的任務。線程池中的線程都有超時機制，這個超時機制時長是60s，超過這個時間，閑置的線程就會被回收。這種線程池適合處理大量並且耗時較少的任務。這里得說一下，CachedThreadPool的任務隊列，基本都是空的。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
    }

 

ScheduledThreadPool

ScheduledThreadPool線程池是通過Executors的newScheduledThreadPool進行創建的，它的核心線程是固定的，但是非核心線程數是不固定的，並且當非核心線程一處於空閑狀態，就立即被回收。這種線程適合執行定時任務和具有固定周期的重復任務。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
            int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
        return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
    }


public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                                       ThreadFactory threadFactory) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
              DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
              new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
    }

 

SingleThreadExecutor

SingleThreadExecutor線程池是通過Executors的newSingleThreadExecutor方法來創建的，這類線程池中只有一個核心線程，也沒有非核心線程，這就確保了所有任務能夠在同一個線程並且按照順序來執行，這樣就不需要考慮線程同步的問題。

 

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {

        return new FinalizableDelegatedExecutorService

            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,

                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,

                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));

    }

 

好了，寫了這么多，真特么累，下部分就和大家分享一下AsyncTask的 工作原理。