浅谈Android 的线程和线程池的使用
Android的线程和线程池
从用途上分，线程分为主线程和子线程；主线程主要处理和界面相关的事情，子线程则往往用于耗时操作。
主线程和子线程
主线程是指进程所拥有的线程。Android中主线程交UI线程，主要作用是运行四大组件以及处理它们和用户的交互；子线程的作业则是执行耗时任务。
Android中的线程形态
1、AsyncTaskAsyncTask是一种轻量级的异步任务类，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，AsyncTask是一个抽象的泛型类，提供了Params(参数的类型)、Progress(后台任务执行进度的类型)和Result(后台任务的返回结果的类型)这三个泛型参数，AsyncTask提供了4个核心方法
- onPreExcute()，在主线程中执行，在异步任务执行之前，此方法会被调用，一般可以用于做一些准备工作。
- doInBackground(Params...params)，在线程池中执行，此方法用于执行异步任务，params参数表示异步任务的输入参数。在此方法中可以通过publishProgress方法来更新任务的进度，publishProgress方法会调用onProgressUpdate方法，另外此方法需要返回计算结果给onPostExecute方法。
- onProgressUpdate(Progress...values)，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。
- onPostExecute(Resuktresult)，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参数是后台任务的返回值，即doInBackground的返回值。
onPreExcute先执行，接着是doInBackground，最后才是onPostExecute。当异步任务被取消时，onCancelled()方法会被调用，这个时候onPostExecute则不会被调用。
2、AsyncTask在具体的使用过程中的一些限制条件
- AsyncTask的类必须在主线程中加载；
- AsyncTask的对象必须在UI线程中创建；
- 不要在程序中直接调用onPreExecute、onPostExecute、doInBackground和onProgressUpdate方法。
- 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。
- 在Android1.6之前，AsyncTask是串行执行任务的，Android1.6的时候AsyncTask开始采用线程池处理并行任务，但是从Android3.0开始为了避免AsyncTask所带来的并发错误，AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务。但是在Android3.0以及后续的版本中，仍然可以通过AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行地执行任务。
3、AsyncTask的工作原理AsyncTask中有两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler)，线程池SerialExecutor用于任务的排队，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。
4、HandlerThreadHandlerThread继承了Thread，是一种可以使用Handler的Thread,它的实现就是在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。
与普通的Thread相比，普通Thread主要用于在run方法中执行一个耗时任务，而HandlerThread在内部创建了消息队列，外界需要通过Handler的消息方式来通知HandlerThread执行一个具体的任务。
由于HandlerThread的run方法是一个无限循环，因此当明确不需要在使用HandlerThread时，可以通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行。
5、IntentServiceIntentService是一种特殊的Service，继承了Service并且是一个抽象类，必须创建它的子类才能使用IntentService。IntentService可用于执行后台耗时任务，任务执行后会自动停止，并且它的优先级比单纯的线程要高很多，不容易被系统杀死。在实现上，IntentService封装了HandlerThread和Handler。
Android中的线程池
线程池的优点
- 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；
- 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；
- 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。
ThreadPoolExecutorThreadPoolExecutor是线程的真正实现。
publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize, intmaximumPoolSize, longkeepAliveTime, TimeUnitunit, BlockingQueueworkQueue, ThreadFactorythreadFactory)
- corePoolSize线程池的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，及时处于闲置状态。
- maximumPoolSize线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。
- 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。
- unit用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有TimeUnit、MILLSECONDS(毫秒)、TimeUnit.SECONDS(秒)以及TimeUnit.MINUTES(分钟)。
- 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，为线程池通过创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，只有一个方法：ThreadnewThread(Runnabler)。
ThreadPoolExecutor执行任务时遵循的规则
- 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；
- 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；
- 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为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。
- 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。
线程池的分类
- FixedThreadPool通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态时并不会被回收，除非线程池被关闭。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。
- CachedThreadPool通过Executors的newCachedThreadPool方法来创建。是一种线程数量不定的线程池，只有非核心线程，最大线程数为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。CachedThreadPool的任务队列相当于一个空集合，这样会导致任何任务都会被立即执行。
- ScheduledThreadPool通过Executors的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时会被立即回收。ScheduledThreadPool这类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。
- SingleThreadExecutor通过Executors的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的意义在于统一所有的外界任务到一个线程中，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步的问题。
系统预置4种线程池的典型使用方法：
Runnablecommand=newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
SystemClock.sleep(2000);
}
ExecutorServicefixedThreadPool=Executors.newFixedThreadPool(4);
fixedThreadPool.execute(command);
ExecutorServicecachedThreadPool=Executors.newCachedThreadPool();
cachedThreadPool.execute(command);
ScheduledExecutorServicescheduledThreadPool=Executors.newScheduledThreadPool(4);
//2000ms后执行command
scheduledThreadPool.schedule(command,2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
//延迟10ms，每个1000ms执行一次command
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(command,10,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);
ExecutorServicesingleThreadExecutor=Executors.newSingleThreadExecutor();
singleThreadExecutor.execute(command);
}
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