读书笔记-Android开发艺术探索-第11章-Android的线程和线程池

1.主线程和子线程

主线程是指进程所拥有的线程，在Java中默认情况下一个进程只有一个线程，这个线程就是主线程。子线程也叫工作线程，除了主线程以外的线程都是子线程。

Android沿用了Java的线程模型，其中的线程也分为了主线程和子线程，主线程也叫UI线程，其主要作用是运行四大组件以及处理它们和用户的交互，而子线程的作用则是执行耗时任务，比如网络请求，I/O操作等。从Android 3.0开始系统要求网络访问必须在子线程中进行，否则网络访问将会失败并抛出NetworkOnMainThreadException这个异常，这样做是为了避免主线程由于被耗时操作所阻塞从而出现ANR现象。

2.Android中的线程形态

1.AsyncTask

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类，它可以在线程池中执行后台任务，然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。从实现上来说，AsyncTask封装了Thread和Handler，通过AsyncTask可以更加方便地执行后台任务以及在主线程中访问UI，但是AsyncTask并不适合进行特别耗时的后任务台任务，对于特别耗时的任务来说，建议使用线程池。

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {    protected void onPostExecute() {}    protected abstract Result doInBackground(Params... params);    protected void onProgressUpdate(Progress... values) {}    protected void onPostExecute(Result result) {}}

AsyncTask在具体的使用过程中也是有一些条件限制的，主要有如下几点：
1.AsyncTask的类必须在主线程中加载，这就意味着第一次访问AsyncTask必须发生在主线程，这个过程在Android 4.1及以上版本中已经被系统自动完成。
2.AsyncTask的对象必须在主线程中创建。
3.execute方法必须在UI线程调用。
4.不要在程序中直接调用onPostExecute，doInBackground，onProgressUpdate和onPostExecute方法。
5.一个AsyncTask对象只能执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报运行时异常。
6.从Android 3.0开始，AsyncTask采用一个线程来串行执行任务。可通过executeOnExecutor方法来并行地执行任务。

new MyAsyncTask("").executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR, "");

2.AsyncTask的工作原理

AsyncTask源码

AsyncTask中有两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler)，其中线程池SerialExecutor用于任务的排队，而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正地执行任务，InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程，其本质仍然是线程的调用过程。

3.HandlerThread

HandlerThread源码

HandlerThread继承了Thread，它是一种可以使用Handler的Thread，它的实现也很简单，就是在run方法中通过Looper.prepare()来创建消息队列，并通过Looper.loop()来开启消息循环，这样在实际的使用中就允许在HandlerThread中创建Handler了。

由于HandlerThread的run方法是一个无限循环，因此当明确不需要再使用HandlerThread时，可以通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行，这是一个良好的编程习惯。

4.IntentService

IntentService源码

IntentService是一个继承自Service的抽象类，必须创建其子类才能使用。IntentService可用于执行后台耗时的任务，当任务执行后它会自动停止，同时由于IntentService是服务的原因，这导致它的优先级比单纯的线程要高很多，所以比较适合执行一些高优先级的后台任务。

IntentService的onCreate方法中会创建HandlerThread，并使用HandlerThread的Looper来构造一个Handler对象ServiceHandler，这样通过ServiceHandler对象发送的消息最终都会在HandlerThread中执行。IntentService会将Intent封装到Message中，通过ServiceHandler发送出去，在ServiceHandler的handleMessage方法中会调用IntentService的抽象方法onHandleIntent，所以IntentService的子类都要是实现这个方法。

3.Android中的线程池

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。

1.ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(    int corePoolSize, //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。    int maximumPoolSize, //最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。    long 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。    TimeUnit unit, //用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，有MILLISECONDS、SECONDS、MINUTES等；    BlockingQueue<Runnable> workQueue, //任务队列，通过线程池的execute方法提交的Rnnnable对象会存储在这个参数中。    ThreadFactory threadFactory //线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能。它是一个接口，它只有一个方法Thread newThread(Runnable r)；)

ThreadPoolExecutor执行任务时大致遵循如下规则：
1.如果线程池中的线程数量未达到核心线程的数量，那么会直接启动一个核心线程来执行任务。
2.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等待执行。
3.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。
4.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rejectedExecution方法来通知调用者。

2.线程池的分类

1.FixedThreadPool
线程数量固定的线程池，它只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，能够更快地响应外界的请求。

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

2.CachedThreadPool
线程数量不固定的线程池，它只有非核心线程，比较适合执行大量的耗时较少的任务。

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

3.ScheduledThreadPool
核心线程数量固定，非核心线程数量没有限制的线程池，主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);}public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {    super(corePoolSize, Interger.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS, new DelayedWorkQueue());}

4.SingleThreadExecutor
只有一个核心线程的线程池，确保了所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。

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