Android 开发线程和线程池解析

线程分为主线程和子线程。主线程是指进程所拥有的线程(java 默认情况下一个进程只有一个线程，这个线程就是主线程)，主要处理和界面相关的事情，子线程执行耗时操作，子线程也叫工作线程。 asyncthread封装了线程池和 handler，主要是为了方便开发者在子线程中更新ui。 handlerthread是一种具有消息循环的线程，内部可以使用 handler。 intentservice是一个服务，颞部采用 handlerthread 执行任务，当任务执行完毕后 intentservice 会自动退出。由于是四大之一，优先级比较高，不容易被后台杀死，保证任务的执行。 操作中，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资源。线程不可能无限制产生，并且线程的创建和销毁都会有相应的开销。当系统中存在大量的线程，系统通过时间片轮转的方式调度每个线程，因此线程不可能做到绝对的并行，除非线程的数量小于cpu的数量，一般来说不可能。

11.2 android的线程形态

asynctask不适合执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。因为如果特别耗时的话，可能 activity 都结束了，影响到 asynctask 的执行。 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。 不要在程序中直接调用onpreexecute、onpostexecute、onprogressupdate、doinbackground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。
工作原理：
1： 首先系统会把asynctask的 params 参数封装成futuretask对象，futuretask是一个并发类，这里充当了 runnable 的作用。
2： 接着futuretask就会交给serialexecutor的 execute 方法去处理，serialexecutor的 execute 方法首先把futuretask插入到任务队列 mtasks 中去，如果此时没有正在活动的 asynctask 任务，那么就会调用serialexecutor的schedulenext方法通过线程池thread_pool_executor来执行下一个asynctask任务。同时当一个 asynctask任务执行完后，就会继续执行其他任务知道所有的任务都被执行为止（默认情况下，asynctask 是串行执行的）
3： 执行任务后，通过internalhandler将执行环境切换到主线程。
介绍
serialexecutor：用于任务的排队。
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。

11.3 handlerthread

实现：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，这样就允许在handlerthread 中创建 handler 了。
使用场景：intentservice。由于handlerthread 的 run 方法是一个无限循环，因此当明确不再使用 handlerthread 的时候，可以通过 quit 或者 quitsafely 来终止线程的执行。

11.4 intentservice

intentservice 是一个抽象类，继承了 service。intentservice 可以执行后台耗时的任务，当任务执行后他会自动停止，同时由于 intentservice 是服务的原因，导致优先级比单纯的线程高很多，不容易被系统杀死。
intentservice被第一次启动时，他的 oncreate 方法会被调用。

 public void oncreate() {
  super.oncreate();
  /**
* 创建一个handlerthread对象,handlerthread是thread，不是handler
*/
  handlerthread thread = new handlerthread("intentservice[" + mname + "]");
  thread.start();
  /**
* 获取在handlerthread的run方法中创建的looper对象，当有消息的时候，就会调用handler的dispatchmessage方法分发消息给特定的方法执行
*
* 在该类，消息队列一有消息，looper就会调用servicehandler的dispatchmessage方法，
* 然后调用handlemessage()，而这个过程就是在handlerthread的run()中执行的(因为looper.looper会调用handler的dispatchmessage方法)
*/
  mservicelooper = thread.getlooper();
  /**
* 根据handlerthread对象中的looper对象创建servicehandler对象
*
* servicehandler继承了handler
* mservicehandler发送的消息在handlerthread中执行(因为用的是handlerthread中的looper)
*/
  mservicehandler = new servicehandler(mservicelooper);
 }

每次启动 intentservice，onstartcommand会被调用，onstartcommand调用onstart。

 public void onstart(intent intent, int startid) {
  message msg = mservicehandler.obtainmessage();
  msg.arg1 = startid;
  msg.obj = intent;
  mservicehandler.sendmessage(msg);
 }

原理
intentservice 通过 servicehandler发送一个消息到消息队列，而消息队列是在handlerthread中创建的，在 handlerthread中由于消息循环，looper.loop()将消息取出来，并调用servicehandler的dispatchmessage方法，然后调用intentservice的handlemessage方法，在该方法中调用了onhandleintent方法和stopself(int startid)方法，这样startservice中的intent就到了这里。onhandleintent是一个抽象方法，需要我们在子类中实现，并能通过 intent 区别任务。如果当前只存在一个后台任务,那么onhandleintent方法执行完这个任务之后，stopself(int startid)就会直接停止服务；如果目前存在多个后台任务，那么当onhandleintent执行完最后一个任务时，stopself(int startid)才会直接停止服务。
由于每执行一个后台任务就必须启动一次intentservice，而intentservice内部则通过消息的方式向handlerthread请求执行任务，handler 中的 looper 是顺序处理消息的，这就意味着 intentservice 也是顺序执行后台任务的，当有多个任务同时存在，这些任务会按照外界发起的顺序排队执行。
stopself() 和 stopself(int startid)
stopself()：会立刻停止服务，此时可能还有其他消息未处理。
stopself(int startid)：在尝试停止服务之前会判断最近启动服务的次数是否和 startid 相等，如果相等就立刻停止服务，不相等不停止服务。

11.5 android 的线程池

线程池的优点
1. 重用线程池的线程，避免因为线程的创建和销毁带来的性能开销
2. 能有效控制线程池的最大并发数，避免大量线程因抢占系统资源而导致的阻塞现象。
3. 能够对县城进行简要管理，并提供定时执行以及间隔循环执行等功能。
threadpoolexecutor
threadpoolexecutor 是线程池的真正实现，提供了一系列参数配置线程池。

 /**
  * 核心线程数默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使处于闲置状态。
  */
 private volatile int corepoolsize;
 /**
  * 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之后，后续的新任务将会被阻塞
  */
 private volatile int maximumpoolsize;
 /**
  * 如果将该属性置为true，闲置的核心线程等待新任务到来的时候会有超时策略，时间间隔由keepalivetime决定
  *
  * 当等待时间超过keepalivetime指定的时间之后，核心线程就会停止
  */
 private volatile boolean allowcorethreadtimeout;
 /**
  * 当allowcorethreadtimeout不为true的时候，非核心的线程闲置的超时时长，超过这个时长，非核心线程就会回收
  *
  * 当allowcorethreadtimeout为true的时候，同样作用于核心线程。
  */
 private volatile long keepalivetime;
 /**
  * 线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能，
  *
  * threadfactory是一个接口，只有一个方法newthread(runnable r)
  */
 private volatile threadfactory threadfactory;
 /**
  * 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
  */
 private final blockingqueue workqueue;
 /**
  *当线程池无法执行任务的时候，这可能是由于任务队列已满或者是无法成功执行任务，
  *  此时threadpoolexecutor会调用rejectedexecutionhandler的rejectedexecution
  *  方法通知调用者，默认情况下抛出rejectedexecutionexception异常。
  */
 private volatile rejectedexecutionhandler handler;

threadpoolexecutor 执行任务的规则
1. 如果线程池中的线程数量未达到核心线程数，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或者数量超过核心线程的数量，那么任务就会被插入到任务队列中排队等待执行。
3. 如果步骤 2 中无法将任务插入都任务队列中，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，那么会立即启动一个非核心线程来执行任务。
4. 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，此时threadpoolexecutor会调用rejectedexecutionhandler的rejectedexecution 方法通知调用者。
11.6 线程池的分类
fixedthreadpool：
1.只有核心线程，且线程数量固定当线程处于空闲状态
2.不会被回收，除非线程池被关闭了
3.任务队列没有限制
cachedthreadpool
1. 核心线程数为0，非核心线程数量不固定，最大线程数可以任意大
2. 线程池中的空闲线程有超时机制，为60秒
scheduledthreadpool
1. 核心线程数量固定，非核心线程数量没有限制
2. 非核心线程闲置的时候会被立即回收
3. 主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务
singlethreadexecutor
1. 只有一个核心线程，确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行
2. 统一所有的外界任务到一个线程中，使得任务之间不需要处理线程同步的问题。