Android ThreadPoolExecutor線程池

引言

Android的線程池概念來自于Java的Executor，真正的線程池實作為ThreadPoolExecutor。在Android中，提供了4類不同的線程池，具體下面會說到。為什麼使用線程池呢？而不是使用Thread建立線程呢？因為使用線程池有以下幾個優點：

• 重用線程池的線程，避免因為線程的建立和銷毀所帶來的性能開銷
• 能有效控制線程池的最大并發數，避免線程之間搶占資源導緻阻塞
• 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

是以需要多次建立Thread時使用線程池較好。

ThreadPoolExecutor

它是線程池的真正實作，構造函數提供一系列的參數配置線程池。

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

• corePoolSize：核心線程數，預設情況下，即時處于閑置狀态下，核心線程會線上程一直存活；如果設定allowCoreThreadTimeOut為true，閑置的核心線程等待任務期間會有逾時政策，時間間隔由keepAliveTime設定，最大為CPU核心數+1
• maximumPoolSize：線程池容納最大線程數，當活動線程數超過這個數值，後續的新任務會導緻阻塞，最大為CPU核心數2倍+1
• keepAliveTime：非核心線程閑置時逾時的時長，如果設定allowCoreThreadTimeOut為true，即作用于閑置的核心線程
• unit：時間機關，使用TimeUnit枚舉
• workQueue：線程池中的任務隊列，通過線程池execute方法送出Runnable對象會存儲這個參數中，容量為128
• threadFactory：線程工廠，為線程池提供建立新線程的功能
• handler：線程池對拒絕任務的處理政策。一般是隊列已滿或者無法成功執行任務，這時ThreadPoolExecutor會調用handler的rejectedExecution方法來通知調用者，有四個政策：
  • ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 直接抛出異常RejectedExecutionException
  • ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() 直接調用run方法并且阻塞執行
  • ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy() 直接丢棄後來的任務
  • ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy() 丢棄在隊列中隊首的任務

執行任務規則可用currentSize表示線程池中目前線程數量，将上述過程可以表示如下

• 當currentSize < corePoolSize時，直接啟動一個核心線程并執行任務
• 當currentSize>=corePoolSize、并且workQueue未滿時，添加進來的任務會被安排到workQueue中等待執行
• 當workQueue已滿，但是currentSize<maximumPoolSize時，會立即開啟一個非核心線程來執行任務
• 當currentSize>=corePoolSize、workQueue已滿、并且currentSize>maximumPoolSize時，調用handler預設抛出RejectExecutionExpection異常
• 當currentSize >corePoolSize線程，空閑時間達到keepAliveTime時，關閉空閑線程
• 當設定allowCoreThreadTimeOut(true)時，線程池中corePoolSize線程空閑時間達到keepAliveTime也将關閉

  FixedThreadPool

  通過Executors的newFixedThreadPool方法建立，它是一種線程數量固定的線程池，當線程處于空閑狀态時，它們并不會被回收，除非線程池被關閉了。當所有的線程都處于活動狀态時，新任務都會處于等待狀态，直到有線程空閑出來。由于FixedThreadPool隻有核心線程并且這些核心線程不會被回收，這意味着它能夠更加快速地響應外界的請求。

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

CachedThreadPool

通過Executors的newCachedThreadPool方法建立，它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，從CachedThreadPool的特性來看，這類線程池比較适合執行大量的耗時較少的任務，當整個線程池都處于閑置狀态時，線程池中的線程都會逾時而被停止，這個時候CachedThreadPool之中實際上是沒有任何線程的，它幾乎是不占用任何系統資源的。

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

ScheduledThreadPool

通過Executors的newScheduledThreadPool方法建立，它的核心線程是固定的，非核心線程數是沒有限制的，主要用于執行定時任務和具有固定周期的重複任務。

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

SingleThreadExecutor

通過Executors的newSingleThreadExecutor方法建立，它隻有一個核心線程，確定所有任務都在同一個線程中按順序執行，使得這些不需要處理線程同步問題。

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