android线程,android线程池

Android 进程和线程的区别

·有一段程序供其执行

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·拥有专用的系统堆栈空间

·在内存中有对应的进程控制块

·拥有独立的用户存储空间

·进程之间不能进行自由的信息交互(别问我,问就是Android规定的)

·每个进程必须包含一个线程

·进程间的切换开销比较大,线程创建和终止比进程快,进程间无法进行自由的资源交换,同进程内的线程可以自由交换

我们可以将Android系统比做一个大公司,进程相当于某个部门的经理,他有自己要做到项目(有一段程序供其执行,在内存中有对应的进程控制块),拥有自己部门的办公场地(拥有独立的用户存储空间)。

线程就相当于每个部门的员工,员工得依赖于经理提供的工作环境才能够进行工作(线程必须依赖于进程),而经理手下必须得有一个员工(要不然分配的工作交给谁来做),我们都知道在一个大公司下每个部门和每个部门沟通是比较困难的,但是一个部门之间的员工沟通相对容易许多(同进程下的线程共享资源)。

参考:

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, BlockingQueueRunnnable 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 LinkedBlockingQueueRunnable())

}

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 SynchronousQueueRunnable())

}

3、ScheduledThreadPool

通过Executors的newScheduledThreadPool()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 newScheduledThreadPool(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 LinkedBlockingQueueRunnable())

}

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。

Android中的线程状态 - AsyncTask详解

在操作系统中,线程是操作系统调度的最小单元,同时线程又是一种受限的系统资源,即线程不可能无限制地产生,并且 线程的创建和销毁都会有相应的开销。 当系统中存在大量的线程时,系统会通过会时间片轮转的方式调度每个线程,因此线程不可能做到绝对的并行。

如果在一个进程中频繁地创建和销毁线程,显然不是高效的做法。正确的做法是采用线程池,一个线程池中会缓存一定数量的线程,通过线程池就可以避免因为频繁创建和销毁线程所带来的系统开销。

AsyncTask是一个抽象类,它是由Android封装的一个轻量级异步类(轻量体现在使用方便、代码简洁),它可以在线程池中执行后台任务,然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。

AsyncTask的内部封装了 两个线程池 (SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和 一个Handler (InternalHandler)。

其中 SerialExecutor线程池用于任务的排队,让需要执行的多个耗时任务,按顺序排列 , THREAD_POOL_EXECUTOR线程池才真正地执行任务 , InternalHandler用于从工作线程切换到主线程 。

1.AsyncTask的泛型参数

AsyncTask是一个抽象泛型类。

其中,三个泛型类型参数的含义如下:

Params: 开始异步任务执行时传入的参数类型;

Progress: 异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型;

Result: 异步任务执行完成后,返回的结果类型;

如果AsyncTask确定不需要传递具体参数,那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

有了这三个参数类型之后,也就控制了这个AsyncTask子类各个阶段的返回类型,如果有不同业务,我们就需要再另写一个AsyncTask的子类进行处理。

2.AsyncTask的核心方法

onPreExecute()

这个方法会在 后台任务开始执行之间调用,在主线程执行。 用于进行一些界面上的初始化操作,比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会 在子线程中运行,我们应该在这里去处理所有的耗时任务。

任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回,如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void,就可以不返回任务执行结果。 注意,在这个方法中是不可以进行UI操作的,如果需要更新UI元素,比如说反馈当前任务的执行进度,可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。

onProgressUpdate(Progress...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后,这个方法就很快会被调用,方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。 在这个方法中可以对UI进行操作,在主线程中进行,利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

onPostExecute(Result)

当doInBackground(Params...)执行完毕并通过return语句进行返回时,这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中, 可以利用返回的数据来进行一些UI操作,在主线程中进行,比如说提醒任务执行的结果,以及关闭掉进度条对话框等。

上面几个方法的调用顺序:

onPreExecute() -- doInBackground() -- publishProgress() -- onProgressUpdate() -- onPostExecute()

如果不需要执行更新进度则为onPreExecute() -- doInBackground() -- onPostExecute(),

除了上面四个方法,AsyncTask还提供了onCancelled()方法, 它同样在主线程中执行,当异步任务取消时,onCancelled()会被调用,这个时候onPostExecute()则不会被调用 ,但是要注意的是, AsyncTask中的cancel()方法并不是真正去取消任务,只是设置这个任务为取消状态,我们需要在doInBackground()判断终止任务。就好比想要终止一个线程,调用interrupt()方法,只是进行标记为中断,需要在线程内部进行标记判断然后中断线程。

3.AsyncTask的简单使用

这里我们模拟了一个下载任务,在doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑,在onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度,在onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。如果想要启动这个任务,只需要简单地调用以下代码即可:

4.使用AsyncTask的注意事项

①异步任务的实例必须在UI线程中创建,即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。

②execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。

③不要手动调用onPreExecute(),doInBackground(Params... params),onProgressUpdate(Progress... values),onPostExecute(Result result)这几个方法。

④不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

⑤一个任务实例只能执行一次,如果执行第二次将会抛出异常。

先从初始化一个AsyncTask时,调用的构造函数开始分析。

这段代码虽然看起来有点长,但实际上并没有任何具体的逻辑会得到执行,只是初始化了两个变量,mWorker和mFuture,并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象,mFuture是一个FutureTask对象,这两个变量会暂时保存在内存中,稍后才会用到它们。 FutureTask实现了Runnable接口,关于这部分内容可以看这篇文章。

mWorker中的call()方法执行了耗时操作,即result = doInBackground(mParams);,然后把执行得到的结果通过postResult(result);,传递给内部的Handler跳转到主线程中。在这里这是实例化了两个变量,并没有开启执行任务。

那么mFuture对象是怎么加载到线程池中,进行执行的呢?

接着如果想要启动某一个任务,就需要调用该任务的execute()方法,因此现在我们来看一看execute()方法的源码,如下所示:

调用了executeOnExecutor()方法,具体执行逻辑在这个方法里面:

可以 看出,先执行了onPreExecute()方法,然后具体执行耗时任务是在exec.execute(mFuture),把构造函数中实例化的mFuture传递进去了。

exec具体是什么?

从上面可以看出具体是sDefaultExecutor,再追溯看到是SerialExecutor类,具体源码如下:

终于追溯到了调用了SerialExecutor 类的execute方法。SerialExecutor 是个静态内部类,是所有实例化的AsyncTask对象公有的,SerialExecutor 内部维持了一个队列,通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的,即多个任务需要一个个加到该队列中,然后执行完队列头部的再执行下一个,以此类推。

在这个方法中,有两个主要步骤。

①向队列中加入一个新的任务,即之前实例化后的mFuture对象。

②调用 scheduleNext()方法,调用THREAD_POOL_EXECUTOR执行队列头部的任务。

由此可见SerialExecutor 类仅仅为了保持任务执行是串行的,实际执行交给了THREAD_POOL_EXECUTOR。

THREAD_POOL_EXECUTOR又是什么?

实际是个线程池,开启了一定数量的核心线程和工作线程。然后调用线程池的execute()方法。执行具体的耗时任务,即开头构造函数中mWorker中call()方法的内容。先执行完doInBackground()方法,又执行postResult()方法,下面看该方法的具体内容:

该方法向Handler对象发送了一个消息,下面具体看AsyncTask中实例化的Hanlder对象的源码:

在InternalHandler 中,如果收到的消息是MESSAGE_POST_RESULT,即执行完了doInBackground()方法并传递结果,那么就调用finish()方法。

如果任务已经取消了,回调onCancelled()方法,否则回调 onPostExecute()方法。

如果收到的消息是MESSAGE_POST_PROGRESS,回调onProgressUpdate()方法,更新进度。

InternalHandler是一个静态类,为了能够将执行环境切换到主线程,因此这个类必须在主线程中进行加载。所以变相要求AsyncTask的类必须在主线程中进行加载。

到此为止,从任务执行的开始到结束都从源码分析完了。

AsyncTask的串行和并行

从上述源码分析中分析得到,默认情况下AsyncTask的执行效果是串行的,因为有了SerialExecutor类来维持保证队列的串行。如果想使用并行执行任务,那么可以直接跳过SerialExecutor类,使用executeOnExecutor()来执行任务。

四、AsyncTask使用不当的后果

1.)生命周期

AsyncTask不与任何组件绑定生命周期,所以在Activity/或者Fragment中创建执行AsyncTask时,最好在Activity/Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean);

2.)内存泄漏

3.) 结果丢失

屏幕旋转或Activity在后台被系统杀掉等情况会导致Activity的重新创建,之前运行的AsyncTask(非静态的内部类)会持有一个之前Activity的引用,这个引用已经无效,这时调用onPostExecute()再去更新界面将不再生效。

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