Android线程

3.4 Android线程

3.4.1 简介

在Android中默认情况下一个进程只有一个线程，也就是主线程，其他线程都是子线程，也叫工作线程。主线程主要处理和界面相关的事情，而子线程则往往用于执行耗时操作。

在Android中除了Thread，还有HandlerThread、AsyncTask以及IntentService等也都扮演着线程的角色，只是它们具有不同的特性和使用场景。AsyncTask封装了线程池和Handler，它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，在它的内部可以使用Handler。IntentService是一个服务，它内部采用HandlerThread来执行任务，当任务执行完毕后就会自动退出。因为它是服务的缘故，所以和后台线程相比，它比较不容易被系统杀死。

3.4.2 ActivityThread

ActivityThread就是我们所说的UI主线程，看一下其main函数：

public static void main(String[] args) {
    ...
    Looper.prepareMainLooper();

    ActivityThread thread = new ActivityThread();

    thread.attach(false);

    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }

    AsyncTask.init();

    if (false) {
        Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
    }

    Looper.loop();

  ｀  throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

其经典模型，就是：

void main() {
    init();
    createWindow();
    showWindow();
    while (true) {
        Message msg = getMessage();
        dispatchMessage(msg);
    }
}

3.4.3 Android中的线程形态

AsyncTask

AsyncTask是一个抽象泛型类，它提供了Params、Progress、Result三个泛型参数，如果task确实不需要传递具体的参数，那么都可以设置为Void。下面是它的四个核心方法：onPreExecute、doInBackground、onProgressUpdate和onPostResult，其中doInBackground不是在主线程执行的。

AsyncTask的使用过程中的限制条件：

1. AsyncTask对象必须在主线程中创建，而且execute方法必须在主线程中调用。
2. 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。
3. 在Android1.6之前，AsyncTask是串行执行任务的，Android1.6的时候AsyncTask开始采用线程池并行处理任务，但是从Android3.0开始，为了避免AsyncTask带来的并发错误，AsyncTask又采用一个线程来串行执行任务，但是我们可以使用AsyncTask的executeOnExecutor方法来并行执行任务。

AsyncTask的原理：

1. AsyncTask中有两个线程池：SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR。前者是用于任务的排队，默认是串行的线程池；后者用于真正执行任务。AsyncTask中有一个Handler，即InternalHandler，用于将执行环境从线程池切换到主线程，AsyncTask就是通过InternalHandler来发送任务执行的进度以及执行结束等消息。
2. AsyncTask排队执行过程：系统先把参数Params封装为FutureTask；接着将这个FutureTask提交给SerialExecutor的execute方法，该方法先把FutureTask插入到任务队列tasks中，然后从这个tasks中依次取出任务提交给THREAD_POOL_EXECUTOR执行。

HandlerThread

HandlerThread就是一种可以使用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，这样在实际的使用中就允许在HandlerThread中创建Handler了，外界可以通过Handler的消息方式通知HandlerThread执行一个具体的任务。HandlerThread的run方法是一个无限循环，因此当明确不需要再使用HandlerThread的时候，可以通过它的quit或者quitSafely方法来终止线程的执行。HandlerThread的最主要的应用场景就是用在IntentService中。

IntentService

IntentService是一个继承自Service的抽象类，要使用它就要创建它的子类。IntentService适合执行一些高优先级的后台任务，这样不容易被系统杀死。IntentService的onCreate方法中会创建HandlerThread，并使用HandlerThread的Looper来构造一个Handler对象ServiceHandler，这样通过ServiceHandler对象发送的消息最终都会在HandlerThread中执行。IntentService会将Intent封装到Message中，通过ServiceHandler发送出去，在ServiceHandler的handleMessage方法中会调用IntentService的抽象方法onHandleIntent，所以IntentService的子类都要是实现这个方法。

3.4.4 线程池

Executor只是一个接口，真正的线程池是ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor执行任务的规则：

1. 如果线程池中的线程数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；
3. 如果在步骤2中无法将任务插入到的任务队列中，比如任务队列已满，这个时候如果线程数量没有达到规定的最大值，那么会立刻启动非核心线程来执行这个任务；
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，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者。

其中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。

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。