Android的線程和線程池

線程在Android中是一個很重要的概念，從用途上來說，線程分為主線程和子線程，主線程主要處理和界面相關的事情，而子線程則往往用于執行耗時操作。在Android中扮演線程角色的還有很多，比如AsyncTask和IntentService，同時HandlerThread也是一種特殊的線程，但他們本質都是傳統的線程。AsyncTask底層用到了線程池，對于IntentService和HandlerThread來說，它們的底層則直接使用了線程。

不同形式的線程雖然都是線程，但是它們具有不同的特性和使用場景。AsyncTask封裝了線程池和Handler，它主要是為了友善開發者在子線程中更新UI，HandlerThread是一中消息循環的線程，在它的内部可以使用Handler。IntentService是一個服務，系統對其進行了封裝使其可以更友善地執行背景任務，IntentService内部采用HandlerThread來執行任務，當任務執行完畢後IntentService會自動退出。

在作業系統中，線程是作業系統的排程的最小單元，同時線程又是一種受限的系統資源，即線程不可能無限制地産生，并且線程的建立和銷毀都會相應的開銷。如果一個程序中頻繁地建立和銷毀線程，這顯然不是高效的做法，正确的做法是采用線程池，在這個線程池中會緩存一定數量的線程，通過線程池就可以避免因為頻繁建立和銷毀線程所帶來的系統開銷。

AsyncTask

AsyncTask是一種輕量級的異步任務類，它可以線上程池中執行背景任務，然後把執行的進度和最終結果傳遞給主線程并在主線程中更新UI。從實作上來說，AsyncTask封裝了Thread和Handler，通過AsyncTask可以更加友善地執行背景任務以及在主線程中通路UI，但是AsyncTask并不适合進行特别耗時的背景任務，對于特别耗時的任務來說，用線程池比較好點。

AsyncTask提供了4個核心方法：

onPreExecute()，在主線程中執行，在異步任務執行之前，次方法會被調用，做一些準備工作。

doInBackground(Params…params)，線上程池中執行，次方法用于執行異步任務，params參數表示異步任務的輸入參數。

onProgressUpdate(Progress…values)，在主線程中執行，當背景任務的執行進度發生改變時此方法會被調用。

onPostExecute(Result result)，在主線程中執行，在異步任務執行之後，此方法會被調用。

看下源碼:

從中我們知道了，線程池中線程的數量跟CPU核心多少有關，在一個處理隊列中最多隻有128個，這個并發數超過就會報異常，同時源碼裡也看到，是通過sHandler發送一個MESSAGE_POST_RESULT的消息進行最終處理的。

sHandler是一個靜态的Handler對象，為了能夠将執行環境切換到主線程，這就要求sHandler這個對象必須在主線程中建立。由于靜态成員會在加載類的時候進行初始化，是以這就變相要求AsyncTask的類必須在主線程中加載，否則同一個程序中的AsyncTask都無法正常工作。

還有一點要注意下，從Android 3.0開始，預設情況下AsyncTask是串行執行的。但在Android 3.0之前是并行執行的。

HandlerThread

HandlerThread繼承了Thread，它是一種可以使用Handler的Thread，它的實作很簡單，就在run方法中通過Looper.prepare()來建立消息隊列，并通過Looper.loop()來開啟消息循環，這樣在實際的使用中就允許在HandlerThread中建立Handler。看下源代碼：

IntentService

IntentService是一種特殊的Service，它繼承了Service并且它是一種抽象類，是以必須建立它的子類才能使用IntentService。IntentService可用于執行背景耗時的任務，當任務執行後它會自動停止，同時由于IntentService是服務的原因，這導緻他的優先級比單純的線程要高很多，是以IntentService比較适合執行一些高優先級的背景任務，因為它的優先級高不容易被系統殺死。看下源碼：

線程池的優點：

重用線程池中的線程，避免因為線程的建立和銷毀所帶來的性能開銷。

能有效控制線程池中的最大并發數，避免大量的線程之間因為互相搶占系統資源而導緻的阻塞現象。

能夠對線程進行簡單的管理，并提供定時執行以及指定間隔循環執行等功能。

Android中的線程池的概念來源于Java中的Executor，Executor是一個接口，真正的線程池的實作為ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供一系列參數來配置線程池，通過不同的參數可以建立不同的線程池，從線程池的功能特性來說，線程池主要分為4類。

ThreadPoolExecutor執行任務時大緻遵循以下規則：

如果線程池中的線程數量未達到核心線程的數量，那麼會直接啟動一個核心線程來執行任務。

如果線程中的線程數量已經達到或者超過核心線程的數量，那麼任務會被插入到任務隊列中排隊等待執行。

如果在步驟2中無法将任務插入到任務隊列中，這往往是由于任務隊列已經滿了， 這個時候如果線程數量未達到線程池規定的最大值，那麼會立刻啟動一個非核心線程來執行任務。

如果步驟3的中線程數量已經達到線程池規定的最大值，那麼就拒絕執行此任務，ThreadPoolExecutor會調用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法來通知調用者。

線程池主要有4類：

FixThreadPool：這是一種線程數量固定的線程池，當線程處于空閑的時候，并不會被回收，除非線程池被關閉了。

CachedThreadPool：這是一種線程數量不定的線程池，它隻有非核心線程，并且最大線程數為Integer.MAX_VALUE。

ScheduledThreadPool：它的核心線程數量是固定的，而非核心線程數是沒有限制的，并且當非核心線程閑置時會被立即回收。

SingleThreadExecutor：這類線程池内部隻有一個核心線程，它確定所有的任務都在同一個線程中按順序執行。

源于對掌握的Android開發基礎點進行整理，羅列下已經總結的文章，從中可以看到技術積累的過程。

1，Android系統簡介

2，ProGuard代碼混淆

3，講講Handler+Looper+MessageQueue關系

4，Android圖檔加載庫了解

5，談談Android運作時權限了解

6，EventBus初了解

7，Android 常見工具類

8，對于Fragment的一些了解

9，Android 四大元件之 " Activity "

10，Android 四大元件之" Service "

11，Android 四大元件之“ BroadcastReceiver "

12，Android 四大元件之" ContentProvider "

13，講講 Android 事件攔截機制

14，Android 動畫的了解

15，Android 生命周期和啟動模式

16，Android IPC 機制

17，View 的事件體系

18，View 的工作原理

19，了解 Window 和 WindowManager

20，Activity 啟動過程分析

21，Service 啟動過程分析

22，Android 性能優化

23，Android 消息機制

24，Android Bitmap相關

25，Android 線程和線程池

26，Android 中的 Drawable 和動畫

27，RecylerView 中的裝飾者模式

28，Android 觸摸事件機制

29，Android 事件機制應用

30，Cordova 架構的一些了解

31，有關 Android 插件化思考

32，開發人員必備技能——單元測試