第11章 Android的线程和线程池

11.1 主线程和子线程

1. Android中的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，如网络/IO操作等。线程的创建和销毁的开销较大，所以如果一个进程要频繁地创建和销毁线程的话，都会采用线程池的方式。
2. 1. 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。
   2. HandlerThread是一种具有消息循环的线程，在它的内部可以使用Handler。
   3. 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。

11.2 Android中的线程形态

11.2.1 AsyncTask

1. 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，其中doInBackground不是在主线程执行的。
   1. onPreExecute() 主线程执行，异步任务执行之前调用
   2. doInBackground(Params.. params) 线程池中运行，执行异步任务，可以使用publishProgress更新认为进度。此方法需要返回计算结果给onPostExecute()
   3. onProgressUpdate(Progress... values) 主线程执行，publishProgress会调用onProgressUpdate
   4. onPostExecute(Result result)主线程运行，result是后台任务doInBackgroud的返回值
   5. onCancelled() 当异步任务被取消时会调用，此时不调用onPostExceute
2. 一些限制：
   1. AsyncTask类必须在主线程中加载（4.1后无需考虑）
   2. AsyncTask对象必须在主线程创建
   3. execute必须在UI线程调用
   4. 不能直接调用那些回调
   5. 一个Async对象只能execute一次。
3. AsyncTask的原理
   1. AsyncTask中有两个线程池：
      1. SerialExecutor：用于任务的排队，默认是串行的线程池
      2. THREAD_POOL_EXECUTOR。用于真正执行任务。
   2. 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内部就是通过InternalHandler来发送任务执行的进度以及执行结束等消息。
   3. AsyncTask的排队执行过程：
      1. 系统先把参数Params封装为FutureTask对象，它相当于Runnable；
      2. 接着将FutureTask交给SerialExecutor的execute方法，它先把FutureTask插入到任务队列tasks中
      3. 如果这个时候没有正在活动的AsyncTask任务，那么就会执行下一个AsyncTask任务，同时当一个AsyncTask任务执行完毕之后，AsyncTask会继续执行其他任务直到所有任务都被执行为止。——串行执行

11.2.2 HandlerThread

1. HandlerThread的run方法中有Looper，也就是说HandlerThread内部创建了消息队列，是一个无限循环
2. HandlerThread的用途
   1. 用于串行异步通信。比如我将一个Handler与HandlerThread对应，那么我就可以将业务通过Handler.post交给HanderThread去做
   2. IntentService
3. 当明确不需要HandlerThread时，要通过quit()和quitsafely()来终止线程运行

11.2.3 IntentService

1. IntentService是一个继承自Service的抽象类，要使用它就要创建它的子类。
2. 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。
3. 每执行一次后台任务，就必须启动一次IntentService（startService）。
4. IntentService的后台任务业务代码，仅需要在onHandlerIntent中处理即可。
5. 若只存在一个后台任务，onHandlerIntent方法执行完任务后，stopSelf会直接停止服务；若存在多个后台任务，当onHandlerIntent执行完最后一个任务后，stopSelf才会停止任务。——IntentService在多任务的情况下，onDestroy只执行一次
6. IntentService的原理
   1. 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。
   2. IntentService会将任务请求的Intent封装到Message中，通过ServiceHandler发送给HandlerThread的MessageQueue，在ServiceHandler的handleMessage方法中会调用IntentService的抽象方法onHandleIntent。因此，后台任务的逻辑在onHandlerIntent中处理即可。

11.3 Android中的线程池

1. 线程池的好处
   1. 重用线程，避免线程的创建和销毁带来的性能消耗
   2. 有效控制线程池的并发，避免线程之间抢资源带来的阻塞
   3. 线程管理，提供定时/循环间隔执行等功能
2. Executor是一个接口，真正的线程池的实现为ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供了很多参数来配置线程池，android的线程池都是通过Executors所提供的工厂方法来得到的。
3. ThreadPoolExecutor的构造参数
   1. corePoolSize：核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程中一直存活；
   2. maximumPoolSize：最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续的任务将会被阻塞RejectedExecutionHandler；
   3. keepAliveTime：非核心线程闲置时的超时时长，超过这个时长，闲置的非核心线程就会被回收；
   4. unit：用于指定keepAliveTime参数的时间单位，有TimeUnit.MILLISECONDS、TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MINUTES等；
   5. workQueue：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。它是一个接口，它只有一个方法Thread newThread(Runnable r)；
   7. RejectedExecutionHandler：当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，这个时候就会调用这个Handler的rejectedExecution方法来通知调用者，默认情况下，rejectedExecution会直接抛出一个rejectedExecutionException。
4. 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，可能是任务队列已满，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。
5. Android中的4类ThreadPoolExecutor
   1. FixedThreadPool：线程数量固定的线程池，它只有核心线程，maximumPoolSize无限制
   2. CachedThreadPool：线程数量不固定的线程池，它只有非核心线程，maximumPoolSize无限制,keepAliveTime 60s
   3. ScheduledThreadPool：核心线程数量固定，maximumPoolSize无限制，主要用于执行定时任务和具有固定周期的任务，可以替代Timer；
   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。