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Android多线程:线程池ThreadPool 全面解析

Android多线程:线程池ThreadPool 全面解析

作者: Carson带你学安卓 | 来源:发表于2018-02-12 08:26 被阅读2109次

    前言

    • 对于多线程,大家应该很熟悉。但是,大家了解线程池吗?
    • 今天,我将带大家全部学习关于线程池的所有知识。

    目录

    示意图

    1. 简介

    示意图

    2. 工作原理

    2.1 核心参数

    • 线程池中有6个核心参数,具体如下
    示意图
    • 上述6个参数的配置 决定了 线程池的功能,具体设置时机 = 创建 线程池类对象时 传入
    1. ThreadPoolExecutor类 = 线程池的真正实现类
    2. 开发者可根据不同需求 配置核心参数,从而实现自定义线程池
    // 创建线程池对象如下
    // 通过 构造方法 配置核心参数
       Executor executor = new ThreadPoolExecutor( 
                                                  CORE_POOL_SIZE,
                                                  MAXIMUM_POOL_SIZE,
                                                  KEEP_ALIVE,
                                                  TimeUnit.SECONDS, 
                                                  sPoolWorkQueue,
                                                  sThreadFactory 
                                                   );
    
    // 构造函数源码分析
        public ThreadPoolExecutor (int corePoolSize,
                                   int maximumPoolSize,
                                   long keepAliveTime,
                                   TimeUnit unit,
                                   BlockingQueue<Runnable workQueue>,
                                   ThreadFactory threadFactory )
    

    注:Java 里已内置4种常用的线程池(即 已经配置好核心参数),下面会详细说明

    2.2 内部原理逻辑

    当线程池运行时,遵循以下工作逻辑

    示意图

    3. 使用流程

    线程池的使用流程如下

    // 1. 创建线程池
       // 创建时,通过配置线程池的参数,从而实现自己所需的线程池
       Executor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                                                  CORE_POOL_SIZE,
                                                  MAXIMUM_POOL_SIZE,
                                                  KEEP_ALIVE,
                                                  TimeUnit.SECONDS,
                                                  sPoolWorkQueue,
                                                  sThreadFactory
                                                  );
        // 注:在Java中,已内置4种常见线程池,下面会详细说明
    
    // 2. 向线程池提交任务:execute()
        // 说明:传入 Runnable对象
           threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    ... // 线程执行任务
                }
            });
    
    // 3. 关闭线程池shutdown() 
      threadPool.shutdown();
      
      // 关闭线程的原理
      // a. 遍历线程池中的所有工作线程
      // b. 逐个调用线程的interrupt()中断线程(注:无法响应中断的任务可能永远无法终止)
    
      // 也可调用shutdownNow()关闭线程:threadPool.shutdownNow()
      // 二者区别:
      // shutdown:设置 线程池的状态 为 SHUTDOWN,然后中断所有没有正在执行任务的线程
      // shutdownNow:设置 线程池的状态 为 STOP,然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程,并返回等待执行任务的列表
      // 使用建议:一般调用shutdown()关闭线程池;若任务不一定要执行完,则调用shutdownNow()
    

    4. 常见的4类功能线程池

    根据参数的不同配置,Java中最常见的线程池有4类:

    • 定长线程池(FixedThreadPool
    • 定时线程池(ScheduledThreadPool
    • 可缓存线程池(CachedThreadPool
    • 单线程化线程池(SingleThreadExecutor

    即 对于上述4类线程池,Java已根据 应用场景 配置好核心参数

    4.1 定长线程池(FixedThreadPool)

    • 特点:只有核心线程 & 不会被回收、线程数量固定、任务队列无大小限制(超出的线程任务会在队列中等待)
    • 应用场景:控制线程最大并发数
    • 具体使用:通过 Executors.newFixedThreadPool() 创建
    • 示例:
    // 1. 创建定长线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为3
    ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    
    // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
    Runnable task =new Runnable(){
      public void run(){
        System.out.println("执行任务啦");
         }
        };
            
    // 3. 向线程池提交任务:execute()
    fixedThreadPool.execute(task);
            
    // 4. 关闭线程池
    fixedThreadPool.shutdown();
    

    4.2 定时线程池(ScheduledThreadPool )

    • 特点:核心线程数量固定、非核心线程数量无限制(闲置时马上回收)
    • 应用场景:执行定时 / 周期性 任务
    • 使用:通过Executors.newScheduledThreadPool()创建
    • 示例:
    // 1. 创建 定时线程池对象 & 设置线程池线程数量固定为5
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    
    // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
    Runnable task =new Runnable(){
           public void run(){
                  System.out.println("执行任务啦");
              }
        };
    // 3. 向线程池提交任务:schedule()
    scheduledThreadPool.schedule(task, 1, TimeUnit.SECONDS); // 延迟1s后执行任务
    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(task,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);// 延迟10ms后、每隔1000ms执行任务
    
    // 4. 关闭线程池
    scheduledThreadPool.shutdown();
    

    4.3 可缓存线程池(CachedThreadPool)

    • 特点:只有非核心线程、线程数量不固定(可无限大)、灵活回收空闲线程(具备超时机制,全部回收时几乎不占系统资源)、新建线程(无线程可用时)

    任何线程任务到来都会立刻执行,不需要等待

    • 应用场景:执行大量、耗时少的线程任务
    • 使用:通过Executors.newCachedThreadPool()创建
    • 示例:
    // 1. 创建可缓存线程池对象
    ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    
    // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
    Runnable task =new Runnable(){
      public void run(){
            System.out.println("执行任务啦");
                }
        };
    
    // 3. 向线程池提交任务:execute()
    cachedThreadPool.execute(task);
    
    // 4. 关闭线程池
    cachedThreadPool.shutdown();
    
    //当执行第二个任务时第一个任务已经完成
    //那么会复用执行第一个任务的线程,而不用每次新建线程。
    

    4.4 单线程化线程池(SingleThreadExecutor)

    • 特点:只有一个核心线程(保证所有任务按照指定顺序在一个线程中执行,不需要处理线程同步的问题)

    • 应用场景:不适合并发但可能引起IO阻塞性及影响UI线程响应的操作,如数据库操作,文件操作等

    • 使用:通过Executors.newSingleThreadExecutor()创建

    • 示例:

    // 1. 创建单线程化线程池
    ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
    // 2. 创建好Runnable类线程对象 & 需执行的任务
    Runnable task =new Runnable(){
      public void run(){
            System.out.println("执行任务啦");
                }
        };
    
    // 3. 向线程池提交任务:execute()
    singleThreadExecutor.execute(task);
    
    // 4. 关闭线程池
    singleThreadExecutor.shutdown();
    
    

    4.5 常见线程池 总结 & 对比

    示意图

    5. 总结

    • 阅读本文后,相信你已经非常了解线程池 & 用法
    • 接下来,我会继续讲解Android开发中关于多线程的知识,具体包括Thread类、HandlerHandlerThread等等,有兴趣可以继续关注Carson_Ho的安卓开发笔记

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