多线程之线程池基本内容
2021-01-28 10:18
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Android线程池目录.png
一、Android线程池介绍
1.1 原理
Android中的线程池概念来源于Java中的Executor，Executor是一个接口，真正的线程的实现为ThreadPoolExecutor。（ThreadPoolExecutor继承了AbstractExecutorService，AbstractExecutorService是ExecutorService的实现类，ExecutorService继承了Executor接口）。
1.2 分类
从线程池的功能特性上来说，Android中线程池主要分为4类：
- FixedThreadPool(线程数量固定)、
- CachedThreadPool(线程数量不定)、
- ScheduledThreadPool(核心线程数量固定，非核心线程数量无限制)、
- SingleThreadExecutor(只有一个核心线程，所有任务在里面按顺序执行)。
1.3 优点
- 重用线程池中的线程，避免频繁创建和销毁线程所带来的内存开销。
- 有效控制线程的最大并发数，避免因线程之间抢占资源而导致的阻塞现象。
- 能够对线程进行简单的管理，提供定时执行以及指定时间间隔循环执行等功能。
二、 Android线程池分类
由于Android中的线程池都是直接或间接通过配置ThreadPoolExecutor来实现的，因此在介绍它们之前要先介绍ThreadPoolExecutor。
2.1 ThreadPoolExecutor介绍
ThreadPoolExecutor有多个构造方法以及参数，下面介绍比较常用的构造方法。
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue> workQueue,
ThreadFactory threadFactory) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
threadFactory, defaultHandler);
}
- corePoolSize：线程池的核心线程数，默认情况下核心线程会一直存活于线程池，即使处于闲置状态。如果设置了ThreadPoolExecutor里的allowCoreThreadTimeOut为True，则核心线程在等待新任务到来时会有超时终止策略。超时的时间间隔由keepAliveTime所决定。
private volatile long keepAliveTime;
private volatile boolean allowCoreThreadTimeOut;
- maximumPoolSize：线程池所能容纳的最大线程数，当线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。
- keepAliveTime：非核心线程超时时长，超过这个时间没有任务执行，非核心线程就会被回收。当核心线程设置allowCoreThreadTimeOut为true时，keepAliveTime同样作用于核心线程。
- unit：用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举
，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECOUNDS（秒）以及TimeUnit.MINUTS（分钟）等，并且每个变量提供了转换函数方便各个单位数据的转换。 - 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，为线程池提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，它只有一个方法：
Thread newThread(Runnable r); -
handler：该handler的类型为RejectedExecutionHandler。这个参数不常用，它的作用是当线程池无法执行新任务时，会调用handler的
rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)方法来抛出异常。无法执行的原因可能是由于队列满或者任务无法成功执行等。
ThreadPoolExecutor执行任务大致遵循以下规则：
（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）如果第2步中无法插入新任务，说明任务队列已满，如果未达到规定的最大线程数量，则启动一个非核心线程来执行任务。
（4）如果第3步中线程数量超过规定的最大值，则拒绝任务并使用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e)方法来通知调用者。
2.2 线程池的分类
先介绍一个类Executors，这个类定义了各种参数用于创建多种线程池，最终实现还是通过ThreadPoolExecutor类。
1. FixedThreadPool （Fixed：固定的，不变的）
通过Executors的newFixedThreadPool创建，通过创建时的参数可以看出又以下几个特点：
- 线程数量固定且都是核心线程：核心线程数量和最大线程数量都是nThreads；
- 都是核心线程且不会被回收，快速相应外界请求；
- 没有超时机制，任务队列也没有大小限制；
- 新任务使用核心线程处理，如果没有空闲的核心线程，则排队等待执行。
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue>());
}
2. CachedThreadPool （Cached：缓存）
通过Executors的newCachedThreadPool创建，特点：
- 线程数量不定，只有非核心线程，最大线程数任意大：传入核心线程数量的参数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE；
- 有新任务时使用空闲线程执行，没有空闲线程则创建新的线程来处理。
- 该线程池的每个空闲线程都有超时机制，时常为60s（参数：60L, TimeUnit.SECONDS），空闲超过60s则回收空闲线程。
- 适合执行大量的耗时较少的任务，当所有线程闲置超过60s都会被停止，所以这时几乎不占用系统资源。
public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue>());
}
3. ScheduledThreadPool（Scheduled：预定的、排定的）
通过Executors的newScheduledThreadPool创建，特点：
- 核心线程数量固定，非核心线程数量无限制；
- 非核心线程闲置超过10s会被回收；
- 主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务；
- 四个里面唯一一个有延时执行和周期重复执行的功能：创建时
ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize)返回的是new ScheduledThreadPoolExecutor对象，ScheduledThreadPoolExecutor是ThreadPoolExecutor的子类，DelayedWorkQueue是ScheduledThreadPoolExecutor的一个静态内部类，主要用于处理任务队列延迟的工作。
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}
//默认闲置超时回收时常
private static final long DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS = 10L;
public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
new DelayedWorkQueue());
}
4. SingleThreadExecutor （单线程线程池）
通过Executors的newSingleThreadExecutor创建，特点：
- 只有一个核心线程，所有任务在同一个线程按顺序执行。
- 所有的外界任务统一到一个线程中，所以不需要处理线程同步的问题。
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue>()));
}
三、 Android线程池简单使用
3.1 线程池简单使用
（1）上面所说的四种常用线程池的实例化：
//创建一个Runnable对象
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// do something
}
};
//四种线程池执行Runnable对象
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(1);
fixedThreadPool.execute(runnable);
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
cachedThreadPool.execute(runnable);
// 注意这里创建的是ScheduledExecutorService对象，ScheduledExecutorService是ExecutorService的子类
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4);
// 1000ms后执行runnable
scheduledThreadPool.schedule(runnable,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
// 1000ms后，每3000ms执行一次runnable
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(runnable,1000,2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
isRunning = true;
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(runnable);
（2）简单使用小demo：
添加线程池开始执行和ScheduledThreadPool停止执行的两个按钮点击事件，布局就不贴了。
findViewById(R.id.btn_start).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
count = 0;
mStatueText.setText("线程开始执行，次数："+ count);
startThreadPool();
}
});
findViewById(R.id.btn_stop).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
if(null != scheduledThreadPool && isRunning){
scheduledThreadPool.shutdown();
mStatueText.setText("scheduledThreadPool线程停止，当前次数："+ count);
isRunning = false;
}
}
});
startThreadPool();方法里Runnable每执行一次增加一次count并打到TextView上：
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
count++;
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mStatueText.setText("线程执行完毕，次数："+ count);
}
});
}
};
接着让所有的线程池执行这个Runnable对象，最后的结果是变量count的值从0直接到了3，然后又到5最后无限增长。
原因是除ScheduledThreadPool对象外的三个线程池很快执行了任务，ScheduledThreadPool对象的执行了两次任务，两个都延时1000ms。最后循环执行的任务一直在增加count的值。
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