Android 中的线程池-[Android_YangKe]

作者: Android_YangKe | 来源:发表于2018-07-18 07:32 被阅读124次

提到线程池就必须先说一下线程池的好处，相信读者都有所体会，线程池的有点可以概括为以下三点：

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。
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。
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。

Android 中的线程池的概念来源于 Java 中的 Executor，Executor 是一个接口，真正的线程池的实现为 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，从线程池的功能特性上来说，Android 的线程池主要分为4类，这4类线程池可以通过 Executor 所提供的工厂方法来得到，具体会在ThreadPoolExecutor中进行详细介绍。由于 Android 中的线程池都是直接或者间接通过配置ThreadPoolExecutor来实现的，因此在介绍它们之前需要先介绍ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现，它的构造方法提供了一系列参数来配置线程池，下面介绍ThreadPoolExecutor的构造方法中各个参数的意义，这些参数将会直接影响到线程池的功能特性，下面是ThreadPoolExecutor的一个比较常用的构造方法。

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

corePoolSize
线程池的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使它们处于闲置状态。如果将ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为 true，那么闲置的核心线程在等待新任务到来时会有超时策略，这个时间间隔由keepAliveTime所指定，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程数就会被终止。

maximumPoolSize
线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。

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，当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为 true 时，keepAliveTIme```同样会作用于核心线程。

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.SECONDS（秒）以及```TimeUnit.MINUTES（分钟）等。

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)。

除了上面的这些主要参数外，ThreadPoolExecutor还有一个不常用的参数RejectedExecutionHandler handler。当线程池无法执行新任务时，这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ThreadPoolExecutor会调用 handler 的rejectedExecution方法来通知调用者，默认情况下rejectedExecution方法会直接抛出一个RejectedExecutionException。ThreadPoolExecutor为RejectedExecutionHandler提供了几个可选值：CallerRunsPolicy、AbortPolicy、DiscardPolicy 和 DiscardOldesPolicy，其中AbortPolicy是默认值，它会直接抛出RejectedExecutionException，由于 handler 这个参数不常用，这里就不再具体介绍了。

ThreadPoolExecutor执行任务时大致遵循如下规则：

如果线程池中的线程数量未达到核心线程池的数量，那么会直接启动一个核心线程来执行任务。
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执行。
如果在步骤2中无法将任务插入到任务队列中，这往往是由于任务队列已满，这个时候如果线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务。
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RejectedExecutionHandler的rejectedException方法来通知调用者。

ThreadPoolExecutor的参数配置在 AsyncTask 中有明显的体现，下面是AsyncTask中的线程池的配置情况：

private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;

private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory () {
    private static final int AtomicInteger mCount = new AtomicInteger (1);

    public Thread newThread (Runnable r) {
        return new Thread (r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement ());
    }

    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable> (128);

/**
    * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in paralleb.
     */
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor (CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
} ;

从上面的代码可以知道， AsyncTask对THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程池进行配置，配置后的线程池规格如下：

核心线程数等于 CPU 核心数 +1；
线程池的最大线程数 CPU 核心数的2倍 +1；
核心线程无超时机制，非核心线程在闲置时的超时时间为1秒；
任务队列的容量为128。

线程池的分类

上文中对ThreadPoolExecutor的配置进行了详细的介绍，本节将接着介绍 Android 中最常见的四类具有不同功能特性的线程池，它们都直接或间接地通过配置ThreadPoolExecutor来实现自己的功能特性，这四类线程池分别是FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduleThreadPool 以及 SingleThreadPool。

FixedThreadPool

通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量固定的线程池，当线程池处于空闲状态时，它们并不会被回收，除非线程池被关闭。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，直到有新线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更加快速地响应外界的请求。newFixedThreadPool方法的实现如下，可以发现FixedThreadPool中只有核心线程并且这些核心线程没有超时限制，另外任务队列也是没有大小限制的。

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

CachedThreadPool

通过 Executor 的newCachedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量不定的线程池，它只有非核心线程，并且其最大线程数为Integer.MAX_VALUE。由于Integer.MAX_VALUE是一个很大的数，实际上就相当于最大线程数可以任意大。

当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，否则就会利用空闲的线程来处理新任务。线程池中的空闲线程都有超时机制，这个超时时长为60秒，超过60秒闲置线程就会被回收。和FixedThreadPool不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相当于一个空集合，这将导致任何任务都会立即被执行，因为在这种场景下SynchronousQueue是无法插入任务的。SynchronousQueue是一个非常特殊的队列，在很多情况下可以把它简单李继伟一个无法存储元素的队列，由于它在实际中较少使用，这里就不深入探讨它了。

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，这个时候CachedThreadPool之中实际上是没有任何线程的，它几乎是不占用任何系统资源的。newCacheThreadPool方法的实现如下所示。

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

ScheduledThreadPool

通过 Executors 的newScheduledThreadPool方法来创建。它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数是没有限制的，并且当非核心线程闲置时会被立即回收。ScheduledThreadPool这类线程池主要用于执行定时任务和具有周期的重复任务，newScheduledThreadPool方法的实现如下所示。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool (int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor (corePoolSize);
}

public ScheduledThreadPooExecutor (int corePoolSize) {
    super (corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue());
}

SingleThreadExecutor

通过 Executors 的newSingleThreadPoolExecutor方法来创建。这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中顺序执行。SingleThreadPoolExecutor的意义在于统一所有的外界任务到一个线程中，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步的问题。newSingleThreadExecutor方法的实现如下所示。

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

上面对 Android 中常见的4种线程池进行了详细的介绍，除了上面系统提供的4类线程池外，也可以根据实际需要灵活地配置线程池。下面的代码演示了系统预制的4中线程池的使用方法。

Runnable command = new Runnable (){
    @Override
    public void run (){
        SystemClock.sleep(2000);
    }
};

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(4);
fixedThreadPool.execute(command);

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
cachedThreadPool.execute(command);

ScheduledExecutorService scheduleThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(4);
//2000ms 后执行 command
scheduleThreadPool.schedule(command, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
//延迟 10ms 后，每隔 1000ms 执行一次 command
scheduleThreadPool.scheduleAtFixedRate(command, 10, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);

ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(command);

注：上文摘自 Android 开发艺术，如有侵权立马删除
完~

喜欢有帮助的话: 双击、评论、转发，动一动你的小手让更多的人知道！关注 Android_YangKe

Android 中的线程池-[Android_YangKe]

ThreadPoolExecutor

线程池的分类

FixedThreadPool

CachedThreadPool

ScheduledThreadPool

SingleThreadExecutor

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

Android开发

Android技术知识

Android开发经验谈

移动开发作家群（719776724）分享专题