Android中的线程与线程池

内容来自《Android艺术开发探索》
线程
（1）AsyncTask
AsyncTask使用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，然后把后台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，AsyncTask不适合进行特别耗时的后台任务，对于特别耗时的任务来说，建议使用线程池。

AsyncTask是一个抽象的泛型类，它提供了Params、Progress和Result这三个泛型参数，Params表示参数的类型，Progress表示后台执行任务的进度，而Result表示后台任务返回的类型，如果AsyncTask不需要穿具体的参数，那么这三个泛型可以用Void来代替。

AsyncTask提供了4个方法，它们的含义如下所示。

a.onPreExecute()，在主线程中执行，在异步执行之前，此方法会被调用，一般可以用来做一些准备工作

b.doInBackground(Params… params),在线程池中执行，此方法用于执行异步任务，params参数表示的异步任务的输入参数。在此方法可以通过publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法。另外doInBackground方法需要返回结果给onPostExecute。

c.onProgressUpdate(Progress… value), 在主线程中执行，当后台任务的执行进度发生改变时此方法会被调用。

d.onPostExecute(Result result)，在主线程中执行，在异步任务执行之后，此方法会被调用，其中result参数是doInBackground的返回值。

上面这几个方法，onPreExecute先执行，接着是doInBackground，最后是onPostExecute。除了上述的四个方法以外，AsyncTask还提供了onCancelled()方法，它同样是在主线程中执行，当异步任务被取消的时候onCancelled()方法会被调用。下面一共一个典型的示例。

 private class DownloadFilesTask extends AsyncTask<URL, Integer, Long> {     protected Long doInBackground(URL... urls) {         int count = urls.length;         long totalSize = 0;         for (int i = 0; i < count; i++) {             totalSize += Downloader.downloadFile(urls[i]);             publishProgress((int) ((i / (float) count) * 100));             // Escape early if cancel() is called             if (isCancelled()) break;         }         return totalSize;     }     protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {         setProgressPercent(progress[0]);     }     protected void onPostExecute(Long result) {         showDialog("Downloaded " + result + " bytes");     } }

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：
a.AsyncTask的类必须在主线程中加载。
b.AsyncTask的对象必须在主线程中创建
c.execute方法必须在UI线程调用
d.不要在程序中直接调用onPreExecute、onPostExecute、doInBackground和onProgressUpdate方法
e.一个AsyncTask对象执行执行一次，即只能调用一次execute方法，否则会报异常
f.在1.6之前AsyncTask是串行执行任务的，1.6的时候AsyncTask开始采用线程里处理并行任务，再是从3.0开始，为了避免AsyncTask所带来的并发错误，AsyncTask有采用了一个线程来串行执行任务。尽管如此，在3.0以后的版本中，我们仍然可以用过AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行的执行任务。

（2）HandlerThread
HandlerThread继承了Thread，它是一个可以使用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。

//创建一个HandlerThread，即创建了一个包含Looper的线程。HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("com");//创建HandlerThread后一定要记得start()handlerThread.start(); //获取HandlerThread的LooperLooper looper = handlerThread.getLooper();//创建Handler，通过Looper初始化final Handler handler = new Handler(looper);

通过以上三步我们就成功创建HandlerThread。通过handler发送消息，就会在子线程中执行。
如果想让HandlerThread退出，则需要调用handlerThread.quit()或handlerThread.quitSafely();。

（4）IntentService
IntentService是一种特殊的Service，它继承了Service并且它是一个抽象类。IntentService可用于执行后台耗时的任务，当任务执行完它会自动停止，同时由于IntentService是服务的原因，这导致它的优先级比单纯的进程高跟多，所以IntentService比较适合执行一些高优先级的后台任务，因为它优先级高不容易被杀死。在实现上IntentService封装了HandlerThread和Handler。

线程池

使用线程池的好处：
a.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
b.能有效的控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间因为互相抢占系统资源而导致阻塞现象
c.能对线程池进行简单的管理，并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能
（1）ThreadPoolExecutor
ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现，它的构造方法提供了一系列参数来配置线程池，这些参数会直接影响到线程池的功能特性，下面是ThreadPoolExecutor的一个比较常用的构造方法。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,                              int maximumPoolSize,                              long keepAliveTime,                              TimeUnit unit,                              BlockingQueue workQueue,                              ThreadFactory threadFactory

corePoolSize，线程池的核心数量，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。如果ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true，那么闲置的核心线程在等待新任务到来时会有到时策略，这个时间间隔由keepAliveTime所指定，当时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程就会被终止

maximumPoolSize，线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程达到这个数值后，后续的任务将会被阻塞。

keepAliveTime，非核心线程闲置的超时时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收，当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true时，keepAliveTime同样用于核心线程

unit，用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES分钟等。

workQueue，线程池中的任务队列，通过线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。

threadFactory，线程工厂，为线程池提供创建新线程功ThreadFactory是一个接口，它只有一个方法Thread newThread(Runnable r)。

ThreadPoolExecutor执行任务是大致遵循如下规则：

a.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
b.如果线程池中的线程属性已经到达或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。
c.如果在步骤b中无法将任务插入到任务队列中，这个往往是由于任务队列已满，这个时候如果线程数量为达到线程的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行
d.如果步骤c中线程数量已经达到线程规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler handler的rejectedExecution方法来通知调用者

（2）线程池的分类

android中常见的四类具有不同功能特性的线程池，它们都直接或间接的通过配置ThreadPoolExecutor来实现自己的功能特性。

FixedThreadPool,通过Executors.newFixedThreadPool()方法来创建。它是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态是，它们并不会回收，除非线程池被关闭了。当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态，直到有线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更加快速的相应外界的请求。方法的实现如下所示，可以发现FixedThreadPool中只有核心线程并且这些核心线程没有超时机制，另外任务队列也是没有大小限制的。

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

CachedThreadPool，通过Executors.newCachedThreadPool()方法创建。它是一种线程数量不定的线程池，它只有非核心线程，并且其最大值为Integer.MAX_VALUE。线程池中的空闲线程都有超时机制，这个超时时长为60秒，超过60秒闲置线程就会被回收和ThreadPoolExecutor不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相对与一个空集合，这个导致任何任务都会立即被执行，因为SynchronousQueue是无法插入任务的。从CachedThreadPool的特性来看，这类线程池比较比较适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池都处于闲置状态时，线程池中的线程都会超时而被停止，这个时候CachedThreadPool之中实际上是没有任何线程的，它几乎是不占用任何系统资源的newCachedThreadPool如下所示

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

ScheduledThreadPool，通过Executors.newScheduledThreadPool方法来创建。它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数是没有限制的，并且当非核心线程闲置是会被立即回收。ScheduledThreadPool这类线程又要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。newScheduledThreadPool方法的实现如下所示。

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,          new DelayedWorkQueue());}

SingleThreadExecutor，通过Executors.newSingleThreadExecutor方法来创建。这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。SingleThreadExecutor的意义在与统一所有外界的任务到一个线程中，这是的这些任务之间不需要处理线程同步问题newSingleThreadExecutor方法的实现如下所示。

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

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