Android中的线程相关

作者: xihacode | 来源:发表于2016-10-14 11:24 被阅读118次

线程的概念在编程中是很重要的,Android当然也不例外了。如果单纯以用途来讲的话,线程分为主线程和子线程,一般来说,耗时操作要放在子线程里去做,所以子线程又叫工作线程,与界面有关的事情要放在主线程里去做,所以主线程又叫UI线程。说起线程,大家可能都知道Thread,但是,除了这个这个之外,还是有很多可以扮演线程的角色的,比如底层用到线程池和Handler的AsyncTask、底层直接使用传统线程的IntentService和HandlerThread。今天就来了解下这三个吧。

AsyncTask

AsyncTask是一个底层封装了线程池和Handler的轻量级的异步任务的类。可以在后台执行耗时任务,完成后将结果传递给主线程中。极大的方便了线程的操作。但是,既然都说了是轻量级的了,当然是有很多限制的了。第一、它不能去执行特别耗时的任务,有人用AsyncTask来执行网络请求,其实这样是不好的,网络请求我觉的应该用线程池比较好的,很多网络库中也是这么做的。第二、AsyncTask必须在主线程中创建。第三、execute方法必须在UI线程中调用。第四、AsyncTask对象只能调用一次execute方法。为什么呢?最好的答案当然在源码中了。

分析源码首先要从入口处分析,然后选择性跳入.

 @MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) {
    return executeOnExecutor(sDefaultExecutor, params);
}

继续跟踪

 @MainThread
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> executeOnExecutor(Executor exec,
        Params... params) {
    if (mStatus != Status.PENDING) {
        switch (mStatus) {
            case RUNNING:
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                        + " the task is already running.");
            case FINISHED:
                throw new IllegalStateException("Cannot execute task:"
                        + " the task has already been executed "
                        + "(a task can be executed only once)");
        }
    }

    mStatus = Status.RUNNING;

    onPreExecute();

    mWorker.mParams = params;
    exec.execute(mFuture);

    return this;
}

/**
 * Convenience version of {@link #execute(Object...)} for use with
 * a simple Runnable object. See {@link #execute(Object[])} for more
 * information on the order of execution.
 *
 * @see #execute(Object[])
 * @see #executeOnExecutor(java.util.concurrent.Executor, Object[])
 */
@MainThread
public static void execute(Runnable runnable) {
    sDefaultExecutor.execute(runnable);
}

那么,这个sDefaultExecutor又是什么东东呢?它呢?实际上是一个串行的线程池,同一个进程中的所有的AsyncTask都会在这个池子里排队执行,并且按发起任务的先后来排队。好吧,还是先看代码吧。

 private static class SerialExecutor implements Executor {
    final ArrayDeque<Runnable> mTasks = new ArrayDeque<Runnable>();
    Runnable mActive;

    public synchronized void execute(final Runnable r) {
        mTasks.offer(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    r.run();
                } finally {
                    scheduleNext();
                }
            }
        });
        if (mActive == null) {
            scheduleNext();
        }
    }A

    protected synchronized void scheduleNext() {
        if ((mActive = mTasks.poll()) != null) {
            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute(mActive);
        }
    }
}

上面的代码可以看出它是怎样排队的,execute方法会把线程任务插入到mTasks的队尾,如果没有正在活动的AsyncTask,那么就会调用scheduleNext方法执行下一个任务,当任务执行完的时候也会调用scheduleNext方法执行下一个任务,由此可见,AsyncTask不是并行而是串行的。当然要想让它并行也是可以的, 调用executeOnExecutor方法就行了。其实我在看源码的时候还发现了AsyncTask内部是由两个线程池的,顺便看下。

   /**
     * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
     */
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR;
 /**
     * An {@link Executor} that executes tasks one at a time in serial
     * order.  This serialization is global to a particular process.
     */
    public static final Executor SERIAL_EXECUTOR = new SerialExecutor();```
  
其实注释已经写的很清楚了,前者是真正用来执行任务的,后者是用来排序的。

刚才说AsyncTask封装了线程池和Handler,那么Handler呢?别急,我们看看和handler相关的代码。

    mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() {
            public Result call() throws Exception {
                mTaskInvoked.set(true);
                Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
                //noinspection unchecked
                Result result = doInBackground(mParams);
                Binder.flushPendingCommands();
                return postResult(result);
            }
        };
这个方法位于构造方法里,我们看postResult(result),很明显后台任务执行外后,要通过这个方法传递结果到主线程的,很容易想到与Handler有关系的。那么继续跟踪,

    private Result postResult(Result result) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Message message = getHandler().obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
                new AsyncTaskResult<Result>(this, result));
        message.sendToTarget();
        return result;
    }
果然,这里见到了熟悉的代码,那么从哪里接受到的呢?Ctrl+F  "MESSAGE_POST_RESULT"是很容易找到的。

     private static class InternalHandler extends Handler {
        public InternalHandler() {
            super(Looper.getMainLooper());
        }

        @SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            AsyncTaskResult<?> result = (AsyncTaskResult<?>) msg.obj;
            switch (msg.what) {
                case MESSAGE_POST_RESULT:
                    // There is only one result
                    result.mTask.finish(result.mData[0]);
                    break;
                case MESSAGE_POST_PROGRESS:
                    result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
                    break;
            }
        }
    }
可以看到这是一个static的Handler,为了可以切换到主线程,要求InternalHandler对象要在主线程实例化,所以AsyncTask也要在主线程中创建。
#### HandlerThread
HandlerThread继承Thread 是一个特殊的Thread,可以实现Handler的Thread
    
      
    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
上面的代码中可以看出,HandlerThread在其run方法里创建了一个消息队列,然后 Looper.loop(),开启消息循环。需要注意的是,这里 Looper.loop()开启的是一个无限的循环,因此,用完后记得终止线程,具体可以通过quit或者quitSafely ,quitSafely相比于quit方法安全之处在于清空消息之前会派发所有的非延迟消息。
#### IntentService
IntentService是一个特殊的Service,和Service一样,要想使用它必须创建它的子类。它可以执行后台耗时任务,而且优先级较高,不容易被杀死。它封装了HandlerThread和Handler

    
     @Override
    public void onCreate() {
        // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock
        // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)
        // method that would launch the service & hand off a wakelock.

        super.onCreate();
        HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
        thread.start();

        mServiceLooper = thread.getLooper();
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }
每次启动IntentService时都会调用onStart方法像mServiceHandler发送一个消息,消息会在HandlerThread中被处理。mServiceHandler收到消息最终会交给onHandleIntent处理。onHandleIntent执行结束后,IntentService会通过stopSelf(msg.arg1)来停止服务,这个方法会等待所有的消息都处理完才来终止服务。每执行一个任务就需要启动一次IntentService,IntentService内部是通过消息机制像HandlerThread请求执行任务的,而Handler中的Looper是顺序处理消息的,这意味着IntentService也是顺序执行后台任务的。

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