Android 多线程和线程池

AsyncTask

使用 AsyncTask

须要继承 AsyncTask，重写 doInBackground 方法。
onPreExecute 运行在调度线程
doInBackground 运行在线程池中
onPostExecute / onProgressUpdate / onCancelled 运行在 UI 线程中。

原理

AsyncTask 内部有两个静态线程池
一个线程池 SERIAL_EXECUTOR 表示串行线程池，内部包含一个消息队列，用来保存任务、按顺序调度任务
一个 THREAD_POOL_EXECUTOR 用来执行任务，其线程数量是根据 CPU 核数计算的
一个跑在主线程的 Handler，把执行进度和执行结果的回调发送到主线程
这两个线程池和一个 Handler 都是静态的，其实是全部的 AsyncTask 对象公用的

特色和缺陷

• 4.1以前版本须要在主线程完成初始化，如今的版本不须要初始化了
• 5.0以及以前 AsyncTask 对象必须在主线程建立，execute 方法必须在主线程调用，以后的版本无此限制，可是 onPreExecute 方法会在调度线程执行
• 一个 AsyncTask 只能执行一次，不然会报错
• 1.6以前是串行任务，1.6开始采用线程池处理任务，3.0开始又串行任务，但可使用 executeOnExecutor 并行
• 通常会把 AsyncTask 写成 Activity 的内部类，注意内存泄漏问题
• 新版本中并行线程池的核心线程设置了超时策略，闲置30秒会自动销毁，但旧版本核心线程不会被销毁

参考

Android源码分析—带你认识不同的AsyncTask - 任玉刚
别再傻傻得认为AsyncTask只能够在主线程中建立实例和调用execute方法 - smileiam的专栏

HandlerThread

不使用 HandlerThread 建立异步 Handler的方法

class LooperThread extends Thread {
    public Handler mHandler;

    public void run() {
        Looper.prepare();
        mHandler = new Handler(){
            public void handlerMessage(Message msg){
                ...
            }
        };
        Looper.loop();
    }
复制代码

HandlerThread 作了什么

@Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
         // 为当前线程建立 Looper
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            // 若是建立完成以前调用了 getLooper 方法，会被阻塞
            mLooper = Looper.myLooper();
            // mLooper 已经完成初始化，若是有线程调用 getLooper 方法且被阻塞，唤醒它
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        // 若是重写了 onLooperPrepared，会得到回调
        onLooperPrepared();
        // 进入循环
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
复制代码

HandlerThread 在 run 方法中建立 Looper 并开始循环，若是 Looper 建立完成以前调用 getLooper 会被阻塞，直到初始化完成。
另外 HandlerThread 提供了 quit 和 quitSafely 两个方法，用于中止其 Looper。

IntentService

使用方法

继承 IntentService，实现其 onHandleIntent 方法。

原理

IntentService 在 onCreate 方法中启动了 HandlerThread 并建立了异步 Handler，而后将 onStartCommend 方法转换到异步线程中执行，并回调给 onHandleIntent 方法。
IntentService 因为在异步线程执行，因此是串行的，而且执行完全部任务后会自动中止 Service。

线程池

线程池的优势

1. 重用线程，自动建立、销毁线程，减小开销
2. 能有效控制线程池的最大并发数，避免大量线程抢占系统资源致使阻塞
3. 可以对线程进行简单的管理，并提供定时执行以及定时循环执行等功能

ThreadPoolExecutor

状态和生命周期

• RUNNING 运行中，能够接受新任务并处理
• SHUTDOWN 关闭状态，不会接受新任务，可是会处理队列中还存在的任务
• STOP 中止状态，不会接受新任务，也不处理队列中的任务，直接中断
• TIDYING 中止状态，表示全部任务已经终止了
• TERMINATED 表示 terminated 方法执行完了

构造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory,
                              RejectedExecutionHandler handler)
复制代码

参数说明：

• corePoolSize: 核心线程数量，默认会一直存活。若是 allowCoreThreadTimeOut 设置为 true，核心线程也会超时停止。
• maximumPoolSize: 最大线程数量，活动线程达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。
• keepAliveTime 和 unit: 非核心线程闲置时的超时时间，超过这个时长非核心线程就会被回收。当 allowCoreThreadTimeOut 属性设置为 true 时，keepAliveTime 一样会做用于核心线程。
• workQueue: 线程池中的任务队列，经过线程池的 execute 方法提交的 Runnable 对象会存储在这个参数中。
• threadFactory: 线程工厂，能够在建立线程时指定线程名称。
• handler: 没法执行任务时的拒绝策略，有如下几种
  • AbortPolicy 默认选项，直接抛出异常；
  • CallerRunsPolicy 在调用线程中执行；
  • DiscardPolicy 直接丢弃新任务；
  • DiscardOldestPolicy 丢弃最旧的任务；

工做流程

当有新的任务进入线程池中时：

1. 若是线程数量未达到核心线程的数量，会直接启动一个核心线程；
2. 若是线程数量已经达到或超过核心线程数量，那么任务会被插入到任务队列中等待执行；
3. 若是没法插入到任务队列中（每每因为任务队列已满），若是线程数量为达到最大值，会启动非核心线程；
4. 若是任务队列已满，并且线程数量已经达到最大数量，就会按照拒绝策略执行。

线程池的分类

Executors 提供了几种经常使用的线程池：

1. FixedThreadPool 线程数量固定，核心线程数量和最大线程数量相等，没有非核心线程也没有超时机制，队列无限大；
2. CachedThreadPool 没有核心线程，线程数量无限大，超时时间一分钟，使用 SynchronousQueue 队列存储任务，实际上不会存储任务；
3. ScheduledThreadPool 核心线程固定，非核心线程无限大，超时时间是0，立刻被回收，用于定时任务或周期循环任务；
4. SingleThreadExecutor 只有一个核心线程，没有超时，队列无限大。

注意事项

1. 阿里 Java 开发手册中禁止手动建立线程：使用线程池的好处是减小在建立和销毁线程上所花的时间以及系统资源的开销，解决资源不足的问题。若是不使用线程池，有可能形成系统建立大量同类线程而致使消耗过多资源或者“过分切换”的问题。
2. 阿里 Java 开发手册一样禁止使用 Executors 去建立线程，而是经过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让写的同窗更加明确线程池的运行规则，避免资源耗尽的风险。
   缘由在于 FixedThreadPool 和 SingleThreadPool 容许的请求队列长度为 Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量请求，致使 OOM；CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool 容许建立的线程数量为 Integer.MAX_VALUE，可能会建立大量的线程，致使 OOM。

参考资料

重走JAVA之路（五）：面试又被问线程池原理？教你如何反击 - 掘金