第十一章、Android的线程和线程池

概述

从用途来说，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，而子线程则往往用于耗时操作。
在操作系统中，线程是操作系统调度的最小单元，同时线程又是一种受限的系统的资源，并且线程的创建和销毁都有相应的开销。
一个线程池会缓存一定数量的线程，通过线程池就可以避免因为频繁替换和销毁线程所带来的系统开销。Android中的线程池来源于Java，主要是通过Executor来派生特定类型的线程池。

1. 主线程和子线程

主线程是指进程所拥有的线程。主线程主要处理界面交互相关的逻辑，不能处理耗时的任务。除了主线程以外的线程都是子线程。

2. Android中的线程形态

除了传统的Thread以外，还包含AsyncTask、HandlerThread以及IntentService，这三者的底层实现也是线程。

1. AsyncTask:

从实现上来说，AsyncTask封装了Thread和Handler。
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，
AsyncTask的对象必须在主线程中创建。
execute方法必须在UI线程调用。

2.AsyncTask的工作原理：

首先系统会把AsyncTask的Params参数封装为FutureTask对象，FutureTask是一个并发类，充当了Runnable的作用。
SerialExecutor的execute方法首先会吧FutureTask对象插入到任务队列中。如果此时没有正在活动的任务，那么就会执行下一个AsyncTask任务。同时一个任务执行完成后，会继续执行下一个，直到所有的任务执行完成。
AsyncTask有两个线程池SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR和一个handler(InternalHandler)。SerialExecutor用于任务的排队，THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正的执行任务。InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程。
FeatureTask对象会间接调用AsynTask的doInBackGroud方法，将结果传递给postResult。
postResult会通过sHandler发送消息。sHandler是一个静态的Handler对象，sHandler对象必须在主线程中创建。
sHandler收到MESSAGE_POST_RESULT消息后会调用AsyncTask的finish方法。

3. HandlerThread：

HandlerThread继承了Thread，它是一种可以使用Handler的Thread，它的实现方式是，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。
它和普通的Thread的区别是：普通Thread主要用于在run方法中执行一个耗时任务，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。一个具体的使用场景是IntentService。HandlerTherad的run方法是一个无限循环，因此确定不需要时，通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行。

4. IntentService

IntentService是一种特殊的Service，它继承了Service并且它是一个抽象类，因此必须创建它的子类才能使用。
IntentService第一次启动时，会创建HandlerThread，然后通过Looper构建一个Handler对象mServiceHandler，这样通过mServiceHandler发送的消息最终都会在HandlerThread中执行。
mServiceHandler收到消息后，会将Intent传递给onHandleIntent方法去处理。onHandleIntent是一个抽象方法，它需要我们在子类中实现。
Handler中的Looper是顺序处理消息的，意味着IntentService也是顺序执行后台任务的。

3. Android中的线程池

线程池的好处：
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. 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

ThreadPoolExecutor是线程池真正的实现，构造方法提供了一些列参数来配置线程池。
```
public ThreadPoolExecutor(            int corePoolSize,            int maximumPoolSize,            long keepAliveTime,            TimeUnit unit,            BlockingQueue<Runnable> workQueue,            ThreadFactory threadFactory)
```
1. 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，即使它们处于闲置状态。如果将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超时策略，这个时间间隔有keepAliveTime所指定，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时常后，核心线程就会被终止。
2. 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，后序的新任务会被阻塞。
3. keepAliveTime:
  非核心线程闲置时的超时时常，超过这个时常，非核心线程就会被回收。当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true时,keepAliveTime同样会作用于核心线程。
4. unit:
  用于执行keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的TimeUnit.MILLISECONEDS(毫秒)、TimeUnit.SECONDS(秒)以及TimeUnit.MINUTES(分钟)。
5. 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。
6. threadFactory:
  线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能。
7. RejectedExecutionHandler :
  不常用，线程池无法执行新任务时，可能是由于任务队列已满或者是无法成功执行任务。会调用handler的rejectedExecution方法来通知调用者。
ThreadPoolExecutor执行任务的大致顺序：
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了或者超过了核心线程的数量，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中无法将任务队列插入到任务队列中，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。
4. 如果步骤3中的线程数量已经达到线程池规定的最大值，那么就拒绝此任务，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者。
AsyncTask的THREAD_POOL_EXECUTOR线程池的配置：
1. corePoolSize=CPU核心数+1；
2. maximumPoolSize=2倍的CPU核心数+1；
3. 核心线程无超时机制，非核心线程在闲置时间的超时时间为1s；
4. 任务队列的容量为128。
Android中常见的4类具有不同功能特性的线程池：
1. FixedThreadPool：线程数量固定的线程池，它只有核心线程；
2. CachedThreadPool：线程数量不固定的线程池，它只有非核心线程；
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任务；
4. SingleThreadPool：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。

第十一章、Android的线程和线程池

第十一章、Android的线程和线程池

概述

1. 主线程和子线程

2. Android中的线程形态

1. AsyncTask:

2.AsyncTask的工作原理：

3. HandlerThread：

4. IntentService

3. Android中的线程池

1. ThreadPoolExecutor

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