Android面试集锦系列(1)——线程数引发的问题

面试题：多个进程同时调用一个ContentProvider的query获取数据，ContentPrvoider是如何反应的呢？

我们知道像Activity这样的组件，它的生命周期回调函数是在UI线程中运行的，ContentProvider的onCreate()也是在UI线程运行，回答这个面试题前，我们要搞清楚ContentProvider的query()，insert()，delete()，update()这几个方法是在UI线程中运行的吗？

如果是，那么就等于说在这里做长时间的操作的话，就会有ANR的问题。如果不是，那是在一个工作线程还是多个线程中呢，即ContentProvider是否支持并发操作？

ContentResolver与ContentProvider类隐藏了实现细节，但是ContentProvider所提供的query()，insert()，delete()，update()都是在ContentProvider进程的线程池中被调用执行的，而不是进程的主线程中。因为那些方法可能同时被多个线程所调用，所以他们都应该是线程安全的。

ContentProvider实现了进程间通信也是基于Binder机制的，所以会回到Binder的线程处理问题。并不是每个ContentProvider都会有一个线程池，而一个进程会共有一个线程池，其实就是Binder线程池。

我之前看到过说明是，每个ContentProvider会有线程池在管理每个客户端ContentResolver的请求，每个线程池有16个线程，不过后来也一直没有在官网上找到资料印证。

实验

当我聊到这个16的数量问题时，面试官有一些疑问。需要我对这个数量的由来做一个说明。
如何证明这个线程池确实是16个线程呢？
有两种方法：

1. 直接查看ContentProvider或者Binder的相关源码证实；
2. 直接写一个应用Demo来证实。

我们来试试第2种方式，现在写一个简单的测试Demo，一个ContentProvider（里面操作数据的地方，我们让它sleep 10秒钟），一个调用者Activity同时发送几十个请求。在ContentProvider的方法中打出Log看运行在哪个线程，以及这几十个请求的执行情况。

ContentProvider代码：

public class MyContentProvider extends ContentProvider {

    private final static String TAG = "MyContentProvider";

    @Override
    public boolean onCreate() {
        Log.i(TAG, "onCreate() threadName= " + Thread.currentThread().getName()
                + " threadId=" + Thread.currentThread().getId());
        return false;
    }

    @Override
    public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) {
        Log.i(TAG, "insert() threadName= " + Thread.currentThread().getName()
                + " threadId=" + Thread.currentThread().getId());

        try {
            Thread.sleep(10000); // 模拟耗时工作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
......    

调用方Activity的代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private final static String TAG = "MainActivity";
    public static final Uri CONTENT_URI = Uri.parse("content://net.goeasyway.myprovider");

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    getContentResolver().insert(CONTENT_URI, new ContentValues());
                }
            }).start();
        }

    }
}

测试结果分两种情况：

1、同一进程

ContentProvider和调用getContentResolver()在同一进程中的情况，即AndroidManifest.xml这样配置provider标签的：

    <provider
        android:authorities="net.goeasyway.myprovider"
        android:name=".MyContentProvider" />

测试结果发现，ContentProvider.insert()会生成一个新的线程去处理请求，所以getContentResolver().insert()请求了50次，就会ContentProvider的进程中产生50个新的线程去处理insert()操作。

I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-1 threadId=1304
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-3 threadId=1306
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-2 threadId=1305
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-4 threadId=1307
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-5 threadId=1308
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-6 threadId=1309
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-7 threadId=1310
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-8 threadId=1311
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-9 threadId=1312
......
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-47 threadId=1350
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-49 threadId=1352
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-48 threadId=1351
I/MyContentProvider: insert() threadName= Thread-50 threadId=1353

2、不同进程

ContentProvider和调用getContentResolver()不在同一进程中的情况，配置provider标签时给它调置一个远程进程：

   <provider
        android:authorities="net.goeasyway.myprovider"
        android:name=".MyContentProvider"
        android:process=":remote"/>

这样配置MyContentProvider将运行在“包名:remote”的进程中，和MainActivity所在进程“包名”之间进程间通信。测试的结果发现MyContentProvider中的insert()方法运行在Binder线程池的线程中。

I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_1 threadId=1285
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_2 threadId=1286
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_3 threadId=1288
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_4 threadId=1289
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_5 threadId=1290
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_6 threadId=1291
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_7 threadId=1292
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_8 threadId=1293
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_9 threadId=1294
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_A threadId=1295
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_B threadId=1296
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_C threadId=1297
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_D threadId=1298
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_E threadId=1299
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_F threadId=1300
I/MyContentProvider: insert() threadName= Binder:10436_10 threadId=1301

...... 

每次MyContentProvider的insert()只能在16个Binder线程中执行，只有等这16个线程有空闲之后才后处理剩下的getContentResolver().insert()的请求。

笔者经验分享：虽然去研究ContentProvider的启动和调用流程代码肯定也能得出上面的结论，但还是会有一些难度。所以，工作中有时候想太多还不如直接动手试一下，结论一下子就出来了。

和面试官的“争论”

这个结论是不是有问题呢？

当我聊到这个线程池中有16个线程可供使用时，面试官对这个结论提出了一些看法。一个进程创建后为了和在系统进程中的AMS（ActivityManangerService）通信，一个APK进程本身就是在Binder线程池中占用2个线程来维持Binder的通信。

那么，上面提到的第二种不同进程的案例中，ContentProvider能同时使用的线程数量应该是14个才对啊。怎么我们测试的结果会是16呢？

这一点我当时和面试官是有分歧的。因为我记得做过实验结果就是16个线程，但如过一个进程只维护一个Binder线程池的话，确实应该是14个线程才对。

在这点上，我确实没有理解清楚Binder的线程池，所以我知道了实际效果可以同时运行16个线程（假设自己的实验没出错），但却无法解释面试官提的“为什么不是14个的问题”。

我面试回来后，看一些说明和代码片段，一个初步的判断是，面试官提到的和AMS通信用到的线程并不会算在这个线程池中。
欢迎提出异议或者你认为正确的解释。

高级中的高级

可能很多读者会觉得面试官这样问有点吹毛求疵了，这不是为难人吗？

锤子科技把高级工程师还进行了细分，即高级中再来一个“初级、中级、高级”这类的级别，很多公司应该也有类似定级别的（比如有喜欢P的、有喜欢T的）。高级中的高级和高级中的初级，你觉得会差在哪里呢？

所以，作为面试者你应该仔细思考一下，很多时候面试官过问的细节往往就是差距所在。

“标准答案”

面试题：多个进程同时调用一个ContentProvider的query获取数据，ContentPrvoider是如何反应的呢？
标准答案：一个content provider可以接受来自另外一个进程的数据请求。尽管ContentResolver与ContentProvider类隐藏了实现细节，但是ContentProvider所提供的query()，insert()，delete()，update()都是在ContentProvider进程的线程池中被调用执行的，而不是进程的主线程中。这个线程池是有Binder创建和维护的，其实使用的就是每个应用进程中的Binder线程池。
面试题：你觉得Android设计ContentProvider的目的是什么呢？
标准答案：

1. 隐藏数据的实现方式，对外提供统一的数据访问接口；
2. 更好的数据访问权限管理。ContentProvider可以对开发的数据进行权限设置，不同的URI可以对应不同的权限，只有符合权限要求的组件才能访问到ContentProvider的具体操作。
3. ContentProvider封装了跨进程共享的逻辑，我们只需要Uri即可访问数据。由系统来管理ContentProvider的创建、生命周期及访问的线程分配，简化我们在应用间共享数据（进程间通信）的方式。我们只管通过ContentResolver访问ContentProvider所提示的数据接口，而不需要担心它所在进程是启动还是未启动。

面试题：运行在主线程的ContentProvider为什么不会影响主线程的UI操作?
标准答案：
ContentProvider的onCreate()是运行在UI线程的，而query()，insert()，delete()，update()是运行在线程池中的工作线程的，所以调用这向个方法并不会阻塞ContentProvider所在进程的主线程，但可能会阻塞调用者所在的进程的UI线程！
所以，调用ContentProvider的操作仍然要放在子线程中去做。虽然直接的CRUD的操作是在工作线程的，但系统会让你的调用线程等待这个异步的操作完成，你才可以继续线程之前的工作。

最后

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