一、概述
1、主线程与子线程
- 主线程
- 又叫UI线程
- 主要作用是运行四大组件以及处理它们和用户的交互，主要用来处理和界面相关的事情
- 子线程
- 执行耗时任务，比如网络请求、I/O操作等
- 网络访问必须要在子线程中进行，否则网络访问将会失败并抛出NetworkOnMainThreadException
- 为了避免被耗时操作所阻塞从而出现ANR现象
2、可以扮演线程角色的有
- （1）Thread
- （2）AsyncTask（底层使用线程池）
- 封装了线程池和Handler
- 方便在子线程中更新UI
- （3）IntentService（底层使用线程）
- 是一个服务，内部采用HandlerThread来执行任务，任务执行完毕后IntentService会自动的退出
- （4）HandlerThread（底层使用线程）
- 是一种具有消息循环的线程，内部可以使用Handler
3、在操作系统中
- 线程是操作系统调度的最小单元
- 线程是一种受限的系统资源，不可能无限制的产生
- 线程的创建和销毁有相应的开销
- 系统会通过时间片轮转的方式调度每一个线程。除非线程数量小于或等于CPU的核心数
4、线程池
- 线程池会缓存一定数量的线程，避免因为频繁创建和销毁线程所带来的系统开销
- 主要通过来派生特定类型的线程池
二、Android中的线程形态
1、AsyncTask
定义：是一种轻量级的异步任务类，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更新UI
- 特别耗时的任务还是建议使用线程池
特性：抽象的泛型类
- 三个参数：不需要传递具体的参数，三个泛型参数可以用void代替
- Params：表示参数的类型
- Progress：表示后台任务的执行进度的类型
- Result：表示后台任务的返回结果的类型
- 四个方法
- ：在主线程中执行，在异步任务执行之前
- ：在线程池中执行，用于执行异步任务
- 在此方法中可调用publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法
- 此方法需返回计算结果给onPostExecute方法
- ：在主线程中执行，当后台任务的执行进度发生改变时此方法会被调用
- ：在主线程中执行，在异步任务执行之后调用
- 另外AsyncTask还提供了 方法，在主线程中执行，异步任务被取消时会被调用，此时onPostExecute就不会被再调用
- Java中 … 表示参数的数量不定，是一种数组型参数
- 三个参数：不需要传递具体的参数，三个泛型参数可以用void代替
使用：
- 自定义一个类继承AsyncTask并重写它的四个方法
使用的条件：
- AsyncTask的类必须在主线程中加载
- AsyncTask的对象必须在主线程中创建
- 不要在程序中直接调用四个方法
- 一个AsynvTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法
- 在Android3.0以后，默认情况下是串行执行的，但也可通过AsyncTask的executeOnExecutor来并行的执行任务
工作原理：
- execute -> executeOnExecutor
- 传入的参数Executor实际上是一个串行的线程池，一个进程中所有的AsyncTask全部在这个串行的线程池中排队执行
- executeOnExecutor 中调用 onPreExecute()
- 线程池中通过
protected synchronized void scheduleNext()方法检测是否有下一个任务，如果有就继续调用execute方法 - AsyncTask中有两个线程池和一个Handler
- 线程池SerialExecutor：用于任务的排队
- 线程池THREAD_POOL_EXECUTOR：用于真正的执行任务
- InternalHandler：用于将执行环境从线程池切换到主线程
- 源码中InternalHandler的对象是静态的，会在加载类的时候进行初始化，因此变相要求AsyncTask的类都必须在主线程中加载
- InternalHandler收到MESSAGE_POST_RESULT这个消息后会调用Async的finish方法
private void finish(Result result) { if (isCancelled ()) { onCancelled(result); } else { onPostExecute(result); } mStatus = Status.FINISHED; }
- execute -> executeOnExecutor
2、HandlerThread
定义：是一种可以使用Handler的Thread，继承了Thread
实现：
- 在run方法中通过 来创建消息队列
- 通过 来开启消息循环
使用：
- HandlerThread的 是一个无限循环，当不再使用HandlerThread时，可以通过或者来终止线程的执行
- 在Android的一个具体的使用场景是IntentService
与普通Thread的区别：
- 普通Thread：主要用于在run方法中执行一个耗时任务
- HandlerThread：在内部创建了消息队列，外界需要通过Handler的消息方式来通知HandlerThread执行一个具体的任务
3、IntentService
定义：是一种特殊的Service，用于执行耗时或高优先级的后台任务，继承了Service并且是一个抽象类
- 当任务执行后会自动停止
- 因为是服务，所以优先级比单纯的线程要高，不容易被系统杀死
IntentService封装了HandlerThread和Handler
每次启动IntentService，它的方法就会被调用一次
- 使用者在此方法中处理每个后台任务的Intent
- 源码在此方法中调用了onStart()方法
- onStart() -> ，onHandleIntent()执行结束后，会调用stopSelf()或者stopSelf
(stratId)来停止服务
- onHandleIntent()方法是一个抽象方法，需要在子类中实现
- 通过Intent的参数区分具体的任务并执行
- 使用者在此方法中处理每个后台任务的Intent
多个后台任务同时存在时，会按照外界发起的顺序排队执行
- 因为每执行一个后台任务就必须启动一次IntentService
- IntentService内部则通过消息的方式向HandlerThread请求执行任务
- Handler中的Looper是顺序处理消息的
- 所以IntentService也是顺序执行任务的
使用：
- 自定义一个类继承IntentService
- 重写onHandleIntent
- 重写onDestroy
三、Android中的线程池
优点：
- （1）重用线程池中的线程，避免因为线程的创建和销毁所带来的性能开销
- （2）能有效控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间因为互相抢占系统资源而导致的阻塞现象
- （3）能够对线程进行简单的管理，并提供定时执行以及制定间隔循环执行等功能
Android的线程池概念主要来源于Java的Executor
- Executor是一个接口，真正的线程池实现是ThreadPoolExecutor
- ThreadPoolExecutor提供了一系列参数来配置不同的线程池
- 共有四种主要的线程池，都是通过Executors所提供的工厂方法来得到
1、ThreadPoolExecutor
定义：是线程池的真正实现，通过不同的构造方法参数来实现配置
常用构造方法（六个参数）：
public ThreadPoolExecutor (int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory thradFactory)- corePoolSize：线程的核心线程数
- 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
- 设置超时终止：将属性设置为true，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程就会被终止
- maximPoolSize：线程池所能容纳的最大线程数。
- 当活动线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞
- keepAliveTime：非核心线程闲置时的超时时长
- unit：用于制定keepAliveTime参数的时间单位
- 这是一个枚举，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS、TimeUnit.SECONDS以及TimeUnit.MINUTES
- workQueue：线程池中的任务队列
- 通过线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中
- threadFactory：线程工厂，是一个接口，为线程池提供创建新线程的功能
- 只有一个方法
Thread newThread(Runnable r)
- 只有一个方法
- corePoolSize：线程的核心线程数
另外还有一个不常用的参数RejectedExecutionHandler handler：
- 当线程池无法执行新任务时，可能由于队列已满或无法成功执行任务
- 此时ThreadPoolExecution会调用handler的rejectedExecution方法来通知调用者
- 默认情况下此方法会直接抛出一个RejectedExecutionException
执行任务规则：
- （1）如果线程池中的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来执行任务
- （2）如果线程池中的线程数量已经达到或者超过核心线程的数量，那么任务会被插入到任务队列中排队等待执行
- （3）如果步骤2中无法将任务插入到任务队列中，往往是由于任务队列已满，这个时候如果线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务
- （4）如果步骤3中线程数量已经达到线程池规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，会调用rejectExecution方法来通知调用者
2、线程池的分类
（1）FixedThreadPool：
- 通过Executors的方法创建
- 是一种线程数量固定的线程池
- 只有核心线程，空闲时也不会被回收，除非线程池被关闭
- 没有超时机制
- 任务队列也没有大小限制
（2）CachedThreadPool：
- 适合执行大量耗时较少的任务
- 通过Executors的方法创建
- 是一种线程数量不定的线程池
- 只有非核心线程，最大线程数为Integer.MAX_VALUE（相当于任意大）
- 空闲线程都有超时机制，时长为60秒
- 整个线程池都处于闲置状态时，线程池中的线程都会因为超时而停止
- 任务队列相当于一个空集合，任何任务都会被立刻执行，因此几乎不占用任何资源
（3）ScheduledTheadPool：
- 适合执行定时任务和具有固定周期的重复任务
- 通过Executors的方法来创建
- 核心线程数量固定，非核心线程数量不定
- 非核心线程空闲时会被立刻回收
（4）SingleThreadExecutor：
- 统一所有的外界任务到一个线程中，使得这些任务之间不需要处理线程同步的问题
- 通过Executors的方法创建
- 内部只有一个核心线程，确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行