「Android 学习计划」之线程池

前言

由于 Android 系统不能在 UI 线程进行耗时的操作，通常我们会在子线程处理耗时操作。简单的写法就是就是 new Thread.start() 去执行耗时操作，但是频繁的创建线程势必会带来性能上的开销，接下来引入今天的主题：线程池。

首先来谈下线程池的优点：

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。

执行者 ThreadPoolExecutor

Java 中线程池的真正实现为 ThreadPoolExecutor，该类的构造方法提供了一些列参数，可以配置不同的线程池。

 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory)

• corePoolSize: 线程池的核心线程数大小

• maximumPoolSize：线程池允许创建的最大线程数

• keepAliveTime：非核心线程闲置时的超时时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收

• unit：指定 keepAliveTime 参数的时间单位

• 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

ThreadPoolExecutor 执行流程

1. 首先线程池会判断核心线程是否已满？

   是：进入下个流程

   否：创建一个核心线程执行任务

2. 判断任务队列是否已满？

   是：进入下个流程

   否：将任务加入任务队列，等候执行

3. 判断线程数量是否到达最大线程数？

   是：执行饱和策略

   否：创建非核心线程执行任务

线程池执行流程.png

Android 中常见的线程池

• FixedThreadPool

   public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
                                    threadFactory);
  

  线程数量固定的线程池。线程处于空闲状态时，并不会被回收，除非线程池被关闭了。

  当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态，直到有线程空闲出来。

  只拥有核心线程，并且核心线程不会被回收。能更加快速的响应外界的请求。

  核心线程没有超时机制，任务队列没有大小限制。

• CachedThreadPool

  public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
      return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                    60L, TimeUnit.SECONDS,
                                    new SynchronousQueue<Runnable>());
  

  线程数量不定的线程池，只有非核心线程，最大线程数可以任意大。

  线程池中的线程都处于活动状态时，线程池会创建新的线程来处理新任务。否则就会利用空闲线程来处理新任务。

  线程池中的空闲线程都有超时机制，时长为 60 秒，超过 60 秒闲置线程就会被回收。

  任务队列是一个空集合，任何任务都会被立即执行。

  适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池都处于闲置状态时，线程池中的线程都会超时而被停止。

• SchedulerThreadPool

  public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
      return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
  }
  
  public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
      super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
            DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
            new DelayedWorkQueue());
  }
  

  核心线程数量是固定的，非核心线程数是没有限制的。非核心线程闲置时会被立即回收。

  用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。

• SingleThreadExecutor

  public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
      return new FinalizableDelegatedExecutorService
          (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
  }
  

  线程池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。统一所有的外界任务到一个线程中，使得在这些任务直接不需要处理线程同步的问题。