Art of Android Development Reading Notes 11

Hujiawei Bujidao


     

Art of Android Development Reading Notes 11


《Android开发艺术探索》读书笔记 (11) 第11章 Android的线程和线程池

第11章 Android的线程和线程池

11.1 主线程和子线程

(1)在Java中默认情况下一个进程只有一个线程,也就是主线程,其他线程都是子线程,也叫工作线程。Android中的主线程主要处理和界面相关的事情,而子线程则往往用于执行耗时操作。线程的创建和销毁的开销较大,所以如果一个进程要频繁地创建和销毁线程的话,都会采用线程池的方式。
(2)在Android中除了Thread,还有HandlerThreadAsyncTask以及IntentService等也都扮演着线程的角色,只是它们具有不同的特性和使用场景。AsyncTask封装了线程池和Handler,它主要是为了方便开发者在子线程中更新UI。HandlerThread是一种具有消息循环的线程,在它的内部可以使用Handler。IntentService是一个服务,它内部采用HandlerThread来执行任务,当任务执行完毕后就会自动退出。因为它是服务的缘故,所以和后台线程相比,它比较不容易被系统杀死。
(3)从Android 3.0开始,系统要求网络访问必须在子线程中进行,否则网络访问将会失败并抛出NetworkOnMainThreadException这个异常,这样做是为了避免主线程由于被耗时操作所阻塞从而出现ANR现象。
(4)AsyncTask是一个抽象泛型类,它提供了ParamsProgressResult三个泛型参数,如果task确实不需要传递具体的参数,那么都可以设置为Void。下面是它的四个核心方法,其中doInBackground不是在主线程执行的。
onPreExecutedoInBackgroundonProgressUpdateonPostResult

11.2 Android中的线程形态

(1)AsyncTask的使用过程中的条件限制:
1.AsyncTask的类必须在主线程中加载,这个过程在Android 4.1及以上版本中已经被系统自动完成。
2.AsyncTask对象必须在主线程中创建,execute方法必须在UI线程中调用。
3.一个AsyncTask对象只能执行一次,即只能调用一次execute方法,否则会报运行时异常。
4.在Android 1.6之前,AsyncTask是串行执行任务的,Android 1.6的时候AsyncTask开始采用线程池并行处理任务,但是从Android 3.0开始,为了避免AsyncTask带来的并发错误,AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务。尽管如此,在Android 3.0以及后续版本中,我们可以使用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行执行任务。但是这个方法是Android 3.0新添加的方法,并不能在低版本上使用。
(2)AsyncTask的原理
1.AsyncTask中有两个线程池:SerialExecutorTHREAD_POOL_EXECUTOR。前者是用于任务的排队,默认是串行的线程池;后者用于真正执行任务。AsyncTask中还有一个Handler,即InternalHandler,用于将执行环境从线程池切换到主线程。AsyncTask内部就是通过InternalHandler来发送任务执行的进度以及执行结束等消息。
2.AsyncTask排队执行过程:系统先把参数Params封装为FutureTask对象,它相当于Runnable;接着将FutureTask交给SerialExecutor的execute方法,它先把FutureTask插入到任务队列tasks中,如果这个时候没有正在活动的AsyncTask任务,那么就会执行下一个AsyncTask任务,同时当一个AsyncTask任务执行完毕之后,AsyncTask会继续执行其他任务直到所有任务都被执行为止。
(3)HandlerThread就是一种可以使用Handler的Thread,它的实现就是在run方法中通过Looper.prepare()来创建消息队列,并通过Looper.loop()来开启消息循环,这样在实际的使用中就允许在HandlerThread中创建Handler了,外界可以通过Handler的消息方式通知HandlerThread执行一个具体的任务。HandlerThread的run方法是一个无限循环,因此当明确不需要再使用HandlerThread的时候,可以通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行。HandlerThread的最主要的应用场景就是用在IntentService中。
(4)IntentService是一个继承自Service的抽象类,要使用它就要创建它的子类。IntentService适合执行一些高优先级的后台任务,这样不容易被系统杀死。IntentService的onCreate方法中会创建HandlerThread,并使用HandlerThread的Looper来构造一个Handler对象ServiceHandler,这样通过ServiceHandler对象发送的消息最终都会在HandlerThread中执行。IntentService会将Intent封装到Message中,通过ServiceHandler发送出去,在ServiceHandler的handleMessage方法中会调用IntentService的抽象方法onHandleIntent,所以IntentService的子类都要实现这个方法。

11.3 Android中的线程池

(1)使用线程池的好处:
1.重用线程,避免线程的创建和销毁带来的性能开销;
2.能有效控制线程池的最大并发数,避免大量的线程之间因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指定间隔循环执行等功能。
(2)Executor只是一个接口,真正的线程池是ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供了一系列参数来配置线程池,通过不同的参数可以创建不同的线程池,Android的线程池都是通过Executors提供的工厂方法得到的。
(3)ThreadPoolExecutor的构造参数
1.corePoolSize:核心线程数,默认情况下,核心线程会在线程池中一直存活;
2.maximumPoolSize:最大线程数,当活动线程数达到这个数值后,后续的任务将会被阻塞;
3.keepAliveTime:非核心线程闲置时的超时时长,超过这个时长,闲置的非核心线程就会被回收;
4.unit:用于指定keepAliveTime参数的时间单位,有TimeUnit.MILLISECONDSTimeUnit.SECONDSTimeUnit.MINUTES等;
5.workQueue: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;
6.threadFactory:线程工厂,为线程池提供创建新线程的功能。它是一个接口,它只有一个方法Thread newThread(Runnable r)
7.RejectedExecutionHandler:当线程池无法执行新任务时,可能是由于任务队列已满或者是无法成功执行任务,这个时候就会调用这个Handler的rejectedExecution方法来通知调用者,默认情况下,rejectedExecution会直接抛出一个rejectedExecutionException
(4)ThreadPoolExecutor执行任务的规则:
1.如果线程池中的线程数未达到核心线程的数量,那么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.如果在步骤2中无法将任务插入到的任务队列中,可能是任务队列已满,这个时候如果线程数量没有达到规定的最大值,那么会立刻启动非核心线程来执行这个任务;
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,ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandlerrejectedExecution方法来通知调用者。
(5)AsyncTask的THREAD_POOL_EXECUTOR线程池的配置:
1.corePoolSize=CPU核心数+1;
2.maximumPoolSize=2倍的CPU核心数+1;
3.核心线程无超时机制,非核心线程在闲置时间的超时时间为1s
4.任务队列的容量为128
(6)Android中常见的4类具有不同功能特性的线程池:
1.FixedThreadPool:线程数量固定的线程池,它只有核心线程;
2.CachedThreadPool:线程数量不固定的线程池,它只有非核心线程;
3.ScheduledThreadPool:核心线程数量固定,非核心线程数量没有限制的线程池,主要用于执行定时任务和具有固定周期的任务;
4.SingleThreadPool:只有一个核心线程的线程池,确保了所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。

OK,本章结束,谢谢阅读。

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