Android性能分析与优化学习（六）线程优化
一 、Android线程调度原理剖析
1、线程调度原理
任意时刻，只有一个线程占用CPU，处于运行状态
多线程并发：轮流获取cpu使用权
JVM负责线程调度：按照特定机制分配CPU使用权
线程调度模型
- 分时调度模型：轮流获取、均匀分配cpu时间
- 抢占式调度模型：优先级高的获取，JVM采用
2、Android线程调度
（1）nice值
- Process中定义
- 值越小，优先级越高
- 默认是
Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT，0
问题：只有nice值并不足够，例如app又一个前台的UI线程，有10个后台线程（优先级低，数量多），后台线程合起来也会影响前台线程
（2）cgroup
更严格的群组调度策略（后台线程被放入后台group中，只有很小的几率使用cpu），保证前台线程可以获取到更多的CPU资源
注意点
- 线程过多会导致cpu频繁切换，降低线程运行效率（不能无限制的添加子线程）
- 正确认识任务重要性决定任务的优先级（工作量越大，优先级越低）
- 优先级具有继承性（A线程中创建B线程——不指定B的优先级的化，B的优先级与A一样，在UI中创建线程要指定优先级，不然会抢占资源概率降低）
二、 Android异步方式汇总
1、异步方式
（1）Thread
最简单、常见的方式，不易复用，频繁创建销毁开销大，复杂场景不易使用
（2）HandlerThread
自带消息循环的线程，串行执行，长时间运行，不断从队列中获取任务
（3）IntentService
继承自Service在内部创建HandlerThread，异步、不占用主线程，优先级高，不易被系统kill
（4）AsyncTask
Android提供的工具类，无需自己处理线程切换，需要注意版本不一致问题
（5）线程池
java提供的线程池，易复用，减少频繁创建、销毁的时间，功能强大：定时、任务列队、并发数控制等
（6）RxJava
由强大的Scheduler集合提供，不同类型的区分：IO密集型、CPU密集型
（7）总结
推荐度：从前往后排列（后面的推荐度高）
正确场景选择正确的方式
三 、Android线程优化实战
1、线程使用准则
- 严禁使用new Thread
- 提供基础线程池供各个业务栈使用（避免各个业务栈各自维护一套线程池，导致线程数过多）
- 根据任务类型选择合适的异步方式（优先级低长时间执行-HandlerThread，定时执行-线程池）
- 创建线程必须命名（方便定位线程归属，运行期Thread.currentThread().setName修改名字）
- 关键异步任务监控（异步不等于不耗时，AOP的方式来做监控）
- 重视优先级的设置（Process.setThreadPriority(),可以设置多次）
//线程池工具类
public class ThreadPoolUtils {
public static ExecutorService getService() {
return sService;
}
private static ExecutorService sService = Executors.newFixedThreadPool(5, new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread thread = new Thread(r, "ThreadPoolUtils");
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
return thread;
}
});
}
//使用
// 以下代码是为了演示修改任务的名称
ThreadPoolUtils.getService().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT);
String oldName = Thread.currentThread().getName();
Thread.currentThread().setName("new Name");
LogUtils.i("");
Thread.currentThread().setName(oldName);
}
});
四 、如何锁定线程创建者
1、锁定线程创建背景
问题：
项目变大之后收敛线程
项目源码、三方库、aar中都有线程的创建
避免恶化的一种监控预防手段（避免私自创建线程）
分析：
创建线程的问题获取堆栈
所有的异步方式，都会走到new Thread()
2、锁定线程创建方案
适合使用Hook手段，找Hook点：构造函数或者特定方法，Thread的构造函数
//Hook线程创建构造打印相关信息
DexposedBridge.hookAllConstructors(Thread.class, new XC_MethodHook() {
@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
super.afterHookedMethod(param);
Thread thread = (Thread) param.thisObject;
LogUtils.i(thread.getName()+" stack "+Log.getStackTraceString(new Throwable()));
}
});
五、 线程收敛优雅实践初步
1、线程收敛常规方案
根据线程创建堆栈考量合理性，使用统一线程库，各业务线下调自己的线程库
基础库怎么使用线程：直接依赖统一的线程库
缺点：线程库的更新可能会导致基础库更新
2、线程收敛优雅方案
基础库优雅使用线程：
基础库内部暴露API：setExecutor，初始化的时候注入统一的线程库
public class LogUtils {
private static ExecutorService sExecutorService;
public static void setExecutor(ExecutorService executorService){
sExecutorService = executorService;
}
public static final String TAG = "performance";
public static void i(String msg){
if(Utils.isMainProcess(PerformanceApp.getApplication())){
Log.i(TAG,msg);
}
// 异步
if(sExecutorService != null){
// sExecutorService.execute();
}
}
}
统一线程库：
区分任务类型：IO、CPU密集型
IO密集型任务不消耗CPU，核心池可以很大
CPU密集型任务：核心池大小和CPU核心数相关（并发数超过CPU核心数会导致CPU频发切换，降低执行效率）
public class ThreadPoolUtils {
private int CPUCOUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private ThreadPoolExecutor cpuExecutor = new ThreadPoolExecutor(CPUCOUNT, CPUCOUNT,
30, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<Runnable>(), sThreadFactory);
private ThreadPoolExecutor iOExecutor = new ThreadPoolExecutor(64, 64,
30, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<Runnable>(), sThreadFactory);
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, "ThreadPoolUtils #" + mCount.getAndIncrement());
}
};
public static ExecutorService getService() {
return sService;
}
private static ExecutorService sService = Executors.newFixedThreadPool(5, new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread thread = new Thread(r, "ThreadPoolUtils");
Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
return thread;
}
});
}