Android 线程和线程池核心技术-走进线程世界 (一)

🔥 走进线程世界 🔥

安卓应用在运行时必然存在一个进程 , 进程中必然会存在一个线程 (我们称之为UI线程)。线程可以看着是进程的实体 , 也是CPU调度的基本单位 , 也是比较进程更小的独立运行的基本单位。安卓中的线程可以分为两类 : 一类是UI线程 , 另外一类是工作线程。引用工作线程的原因 : UI线程都是用来更新UI控件的 , 耗时任务也在UI线程中来执行 , 势必会引起UI线程的ANR , 可以说工作线程就是来分担UI线程的压力。多开工作线程并不会提高UI的流畅度 , UI线程和工作线程两者是存在竞争关系的。同样是线程都需要等待CPU分配时间片 , 才能够真正运行起来的。

🔥 线程的分类 🔥

异步任务执行的方式 (五种)

new Thread

AsyncTask (轻量级的异步任务执行工具)

HandlerThread (线程间可以通信且任务可直接运行)

IntentService

ThreadPoolExcutor (线程池)

线程的优先级 (设置线程优先级的两种方式)

线程完成创建后执行 start() 函数后并不是立刻执行得到调度的 , 线程的优先级越高获得CPU时间片的概率越大 , 那么该线程就能够越早得到调度。

android.os.Process.setThreadPriority

java.lang.Thread.setPriority

线程的状态 ( 四种 )

sleep (暂时让出CPU的使用权)

yeild (多个线程同步的场景)

join (线程之间顺序的场景)

wait-notify(notifyAll)

🔥 线程之间通讯 🔥

子线程向主线程发送消息

主线程向自线程发送消息

🔥 线程安全 🔥

关键字同步

synchronized

volatile

JUC工具

Lock

WriteLock

ReadLock

ReentrantLock

Atomic

AtomicInteger

AtomicBoolean

AtomicStampedReference

Concurrent

CountDownLatch

CyclicBarrier

Semaphore

并发容器

CopyOnWriteArrayList

ConcurrentHashMap

🔥 线程与进程 🔥

一个进程至少包含一个线程

进程可以包含多个线程

进程在执行过程中拥有独立的内存空间 , 而线程运行在进程内

🔥 线程的几种创建方式 🔥

new Thread

可复写Thread 的run() 函数。也可传递Runnable对象 , 更近灵活。

缺点 : 缺乏统一管理 , 可能无限制新建线程 , 相互之间竞争 , 及可能只用过多系统资源导致死机或oom

传递Runnable对象

Java


new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
 
            }
        }).start();

Kotlin


 Thread {
 
        }.start()

重写Thread的 run() 函数

Java


 class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
        }
    }
 
 
 new MyThread().start();

Kotlin


   internal class MyThread : Thread() {
        override fun run() {
            super.run()
        }
    }
 
 
MyThread().start()

AsyncTask

轻量级的异步任务工具类 , 提供任务执行的进度回调给UI线程

场景 : 需要知道任务执行的进度 , 多个任务串行执行。

缺点 : 生命周期和宿主的生命周期不同步 , 有可能发生内存泄露 (解决方案就是在创建AsyncTask类前面加上static关键字), 默认情况所有任务串行执行。

Java


MyAsyncTask asyncTask=new MyAsyncTask();
MyAsyncTask asyncTask2=new MyAsyncTask();
/// execute()是串行执行的，这样有一个弊端，单一个任务执行完成后才能执行下一个任务
asyncTask.execute("execute MyAsyncTask one");
asyncTask2.execute("execute MyAsyncTask two");
/// 传递AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR参数可以做到并发执行 
/// 很多文章说会并发执行，但是跟串行没有区别（有待考证）
//asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR,"execute MyAsyncTask one");
//asyncTask2.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR,"execute MyAsyncTask two");


class MyAsyncTask extends AsyncTask{
        private static final String TAG="MyAsyncTask";
        @Override
        protected String doInBackground(String... params) {
            ///1、向onProgressUpdate()函数抛出执行UI的更显操作
             for (int i=0;i<10;i++){
                 publishProgress(i*10);
             }
             return params[0];
        }
 
        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            super.onPostExecute(result);
            ///3、执行结果
            System.out.println(TAG+"result: "+result);
        }
 
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
            ///2、此处执行UI的更新操作
            System.out.println(TAG+"onProgressUpdate: "+values[0].intValue());
        }
    }


I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 0
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 10
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 20
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 30
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 40
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 50
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 60
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 70
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 80
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 90
I/System.out: MyAsyncTaskresult: execute MyAsyncTask one
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 0
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 10
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 20
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 30
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 40
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 50
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 60
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 70
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 80
I/System.out: MyAsyncTaskonProgressUpdate: 90
I/System.out: MyAsyncTaskresult: execute MyAsyncTask two

Kotlin


val asyncTask: MyAsyncTask = MyAsyncTask()
val asyncTask2: MyAsyncTask = MyAsyncTask()
/// execute()是串行执行的，这样有一个弊端，单一个任务执行完成后才能执行下一个任务
/// execute()是串行执行的，这样有一个弊端，单一个任务执行完成后才能执行下一个任务
asyncTask.execute("execute MyAsyncTask one")
asyncTask2.execute("execute MyAsyncTask two")
/// 传递AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR参数可以做到并发执行
/// 很多文章说会并发执行，但是跟串行没有区别（有待考证）
//asyncTask.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR,"execute MyAsyncTask one");
//asyncTask2.executeOnExecutor(AsyncTask.SERIAL_EXECUTOR,"execute MyAsyncTask two");


 internal class MyAsyncTask : AsyncTask() {
         override fun doInBackground(vararg params: String?): String? {
            ///1、向onProgressUpdate()函数抛出执行UI的更显操作
            for (i in 0..9) {
                publishProgress(i * 10)
            }
            return params[0]
        }
 
        override fun onPostExecute(result: String) {
            super.onPostExecute(result)
            ///3、执行结果
            println(TAG + "result: " + result)
        }
 
         override fun onProgressUpdate(vararg values: Int?) {
            super.onProgressUpdate(*values)
            ///2、此处执行UI的更新操作
            println(TAG + "onProgressUpdate: " + values[0])
        }
 
        companion object {
            private const val TAG = "MyAsyncTask"
        }
 
    }

AsyncTask

串行和并行执行时 , 无需返回执行进度给UI的方式

Java 串行执行

以这种方式提交的任务,所有任务串行执行,即先来后到,但是如果其中有一条任务休眠了, 或者执行时间长 , 后面的任务都将被阻塞


 AsyncTask.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i=0;i<10;i++){
                    System.out.println("任务一："+i);
                }
            }
        });
 
        AsyncTask.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i=0;i<10;i++){
                    System.out.println("任务二："+i);
                }
            }
        });

Kotlin 串行执行


AsyncTask.execute {
            for (i in 0..9) {
                println("任务一：$i")
            }
        }
 
        AsyncTask.execute {
            for (i in 0..9) {
                println("任务二：$i")
            }
        }

Java 并行执行

使用 AsyncTask内置的THREAD_POOL_EXECUTOR 线程池并发执行


AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i=0;i<10;i++){
                    System.out.println("任务一："+i);
                }
            }
        });
 
        AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i=0;i<10;i++){
                    System.out.println("任务二："+i);
                }
            }
        });


I/System.out: 任务二：0
I/System.out: 任务二：1
I/System.out: 任务二：2
I/System.out: 任务二：3
I/System.out: 任务二：4
I/System.out: 任务二：5
I/System.out: 任务二：6
I/System.out: 任务二：7
I/System.out: 任务二：8
I/System.out: 任务二：9
I/System.out: 任务一：0
I/System.out: 任务一：1
I/System.out: 任务一：2
I/System.out: 任务一：3
I/System.out: 任务一：4
I/System.out: 任务一：5
I/System.out: 任务一：6
I/System.out: 任务一：7
I/System.out: 任务一：8
I/System.out: 任务一：9

Kotlin 并行执行

使用 AsyncTask内置的THREAD_POOL_EXECUTOR 线程池并发执行


AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR.execute {
            for (i in 0..9) {
                println("任务一：$i")
            }
        }
 
        AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR.execute {
            for (i in 0..9) {
                println("任务二：$i")
            }
        }

HandlerThread

适用于主线程和工作线程通信 , 适用于持续性任务 , 比如轮询的场景 , 所有任务串行执行

缺点 : 不会像普通线程一样主动销毁资源 , 会一直运行着 , 所以可能会造成内存泄露

Java


///HandlerThread并没有复写它的run()函数，也没有传递Runnable对象执行执行任务；
///是因为HandlerThread内部自行创建了Looper对象，并且能够像主线程里面的Looper一样
///去轮询主线程里面的消息队列。
///HandlerThread并不会因为一次任务的结束释放资源，可能会一直运行着。
/// 需要调用quitSafely()函数停止任务
HandlerThread thread=new HandlerThread("handler-thread");
thread.start();
///创建ThreadHandler对象时需要和HandlerThread的Looper绑定起来
/// 我们在主线程或者其他子线程中使用ThreadHandler时就可以向HandlerThread发送消息了
/// 消息的最终结果就会交给ThreadHandler的handleMessage函数来执行
ThreadHandler handler=new ThreadHandler(thread.getLooper());
handler.sendEmptyMessage(1000);
///thread.quitSafely();


//定义成静态，防止内存泄漏
    static class ThreadHandler extends Handler{
        public ThreadHandler(Looper looper){
            super(looper);
        }
 
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            System.out.println("handleMessage: "+msg.what);
            System.out.println("handleMessage: "+Thread.currentThread().getName());
        }
    }


I/System.out: handleMessage: 1000
I/System.out: handleMessage: handler-thread

Kotlin


///HandlerThread并没有复写它的run()函数，也没有传递Runnable对象执行执行任务；
///是因为HandlerThread内部自行创建了Looper对象，并且能够像主线程里面的Looper一样
///去轮询主线程里面的消息队列。
///HandlerThread并不会因为一次任务的结束释放资源，可能会一直运行着。
/// 需要调用quitSafely()函数停止任务
///HandlerThread并没有复写它的run()函数，也没有传递Runnable对象执行执行任务；
///是因为HandlerThread内部自行创建了Looper对象，并且能够像主线程里面的Looper一样
///去轮询主线程里面的消息队列。
///HandlerThread并不会因为一次任务的结束释放资源，可能会一直运行着。
/// 需要调用quitSafely()函数停止任务
val thread = HandlerThread("handler-thread")
thread.start()
///创建ThreadHandler对象时需要和HandlerThread的Looper绑定起来
/// 我们在主线程或者其他子线程中使用ThreadHandler时就可以向HandlerThread发送消息了
/// 消息的最终结果就会交给ThreadHandler的handleMessage函数来执行
///创建ThreadHandler对象时需要和HandlerThread的Looper绑定起来
/// 我们在主线程或者其他子线程中使用ThreadHandler时就可以向HandlerThread发送消息了
/// 消息的最终结果就会交给ThreadHandler的handleMessage函数来执行
val handler = JavaHandlerThreadActivity.ThreadHandler(thread.looper)
handler.sendEmptyMessage(1000)
///thread.quitSafely();


//定义成静态，防止内存泄漏
    internal class ThreadHandler(looper: Looper?) : Handler(looper!!) {
        override fun handleMessage(msg: Message) {
            super.handleMessage(msg)
            println("handleMessage: " + msg.what)
            println("handleMessage: " + Thread.currentThread().name)
        }
    }


I/System.out: handleMessage: 1000
I/System.out: handleMessage: handler-thread

IntentService

IntentService拥有了Service的全部生命周期 , 包含了Service的全部特性。与Service不同的是IntentService会创建一个线程来执行我们的耗时任务。

适用于我们的任务需要跨页面读取任务执行的进度结果。比如后台上传图片, 批量操作数据库等。任务执行完成后就会自我结束 , 所以不需要手动stopservice , 这是它跟service的区分。

Java


  class MyIntentService extends IntentService{
        /**
         * @param name
         * @deprecated
         */
        public MyIntentService(String name) {
            super(name);
        }
 
        @Override
        protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) {
            int command=intent.getIntExtra("command",0);
        }
 
    }

startService(new Intent());

Kotlin


internal class MyIntentService
    /**
     * @param name
     */
    @Deprecated("") constructor(name: String?) : IntentService(name) {
        override fun onHandleIntent(intent: Intent?) {
            val command = intent!!.getIntExtra("command", 0)
        }
    }

startService(Intent())

ThreadPoolExecutor

使用处理大量耗时较短的任务场景。


Executors.newCachedThreadPool();//线程可复用线程池
Executors.newFixedThreadPool(0)//固定线程数量的线程池
Executors.newScheduledThreadPool(0)//可指定定时任务的线程池
Executors.newSingleThreadExecutor();// 线程数量为1的线程池

🔥 线程的优先级 🔥

线程的优先级具有继承性 , 在某线程中创建的线程会继承此线程的优先级。那么我们在UI线程中创建了线程 , 则线程的优先级和UI线程的优先级一样 , 平等和UI线程抢占CPU时间片资源。

JDK Api , 限制了新设置的线程的优先级必须为[1~10] , 优先级priority的值越高 , 获取CPU时间片的概率越高。UI线程优先级为5
java.lang.Thread.setPriority(int newPriority)
Android Api , 可以为线程设置更加精细的优先级 (-20~19) , 优先级priority的值越低 , 获取 CPU时间片的概率越高。UI线程优先级为-10 , 线程的优先级具有竞争性 , 所以会和我们的子线程进行竞争。
android.os.Process.setThreadPriority(int newPriority)
setPriority 和 setThreadPriority 设置线程优先级的作用域是相互隔离的。线程优化的时候需要我们间接性的设置线程的优先级 。

AsyncTask设置了优先级
public class JavaTestPriorityActivity extends AppCompatActivity {
 
    private final static String TAG="JavaTestPriorityActivity";
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_java_test_priority3);
 
        Thread thread=new Thread();
        thread.start();
        int ui_proi= Process.getThreadPriority(0);
        int th_proi=thread.getPriority();
 
        System.out.println(TAG+" Process.getThreadPriority(0) :"+ui_proi);
        System.out.println(TAG+" thread.getPriority() :"+th_proi);
    }
}
I/System.out: JavaTestPriorityActivity Process.getThreadPriority(0) :-10
I/System.out: JavaTestPriorityActivity thread.getPriority() :5

案例

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原文地址：https://blog.csdn.net/u013491829/article/details/127538569