Android开发中的线程池使用

一、前言

        既然Android中已经有了线程的概念，那么为什么需要使用线程池呢？我们从两个方面给出使用线程池的原因。

        首先线程的新建和销毁都是存在性能上的消耗的，如果一个时间段有大量的网络请求，那么就需要多个线程的创建与销毁，性能上的损耗可想而知。

        其次多个线程的存在也会占用CPU的执行时间段。我们知道如果只有一个CPU存在，那么线程的执行都是CPU轮流将执行时间分配给每一个线程。如果同时有多个子线程存在，那么相应的分配到主线程的CPU执行时间也会变少，这样App很大可能会出现卡顿现象。
鉴于上述两方面的原因，我们引进来了线程池这样一个概念，线程的创建、调度、销毁等都是由线程池来管理，这样就可以做到线程的重用，不必每次都新建一个线程，减少了线程创建和销毁的性能损耗。同时线程池会限制创建线程的个数，让App中的线程个数保持在一个可控的范围，这样也可以控制多个线程抢占主线程的资源。

 

二、线程池的优点

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.能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而导致的阻塞现象。
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。

三、ThreadPoolExecutor

        Android中的线程池的概念来源于java中的Executor,  Executor是一个接口,真正的线程池的实现为ThreadPoolExecutor.  ThreadPoolExecutor提供了一系列参数来配置线程池,通过不同的参数可以创建不同类型的线程池.

        ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现,它的构造方法提供一系列参数来配置线程池.

我们来看看它的构造方法

源码路径: libcore/ojluni/src/main/java/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.java

  // Public constructors and methods

    /**
     * Creates a new {@code ThreadPoolExecutor} with the given initial
     * parameters and default thread factory and rejected execution handler.
     * It may be more convenient to use one of the {@link Executors} factory
     * methods instead of this general purpose constructor.
     *
     * @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
     *        if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
     * @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
     *        pool
     * @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
     *        the core, this is the maximum time that excess idle threads
     *        will wait for new tasks before terminating.
     * @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
     * @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are
     *        executed.  This queue will hold only the {@code Runnable}
     *        tasks submitted by the {@code execute} method.
     * @throws IllegalArgumentException if one of the following holds:

     *         {@code corePoolSize < 0}

     *         {@code keepAliveTime < 0}

     *         {@code maximumPoolSize <= 0}

     *         {@code maximumPoolSize < corePoolSize}
     * @throws NullPointerException if {@code workQueue} is null
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue workQueue) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);
    }

对应的参数说明:

四、线程池分类

定义的源码路径为: /libcore/ojluni/src/main/java/java/util/concurrent/Executors.java

根据参数的不同配置，Java内置了4种常用线程池：

• 定长线程池（FixedThreadPool） 调用Executors.newFixedThreadPool()创建
• 定时线程池（ScheduledThreadPool ）调用Executors.newScheduledThreadPool()创建
• 缓存线程池（CachedThreadPool）调用Executors.newCachedThreadPool()创建
• 单例线程池（SingleThreadExecutor）调用Executors.newSingleThreadExecutor()创建

 特点和对比图

总结的思维导图:

五、使用方法

// 1. 创建线程池
   // 创建时，通过配置线程池的参数，从而实现自己所需的线程池
   Executor threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                                              CORE_POOL_SIZE,
                                              MAXIMUM_POOL_SIZE,
                                              KEEP_ALIVE,
                                              TimeUnit.SECONDS,
                                              sPoolWorkQueue,
                                              sThreadFactory
                                              );
    // 注：在Java中，已内置4种常见线程池

// 2. 向线程池提交任务：execute（）
    // 说明：传入 Runnable对象
       threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                ... // 线程执行任务
            }
        });

// 3. 关闭线程池shutdown() 
  threadPool.shutdown();
  
  // 关闭线程的原理
  // a. 遍历线程池中的所有工作线程
  // b. 逐个调用线程的interrupt（）中断线程（注：无法响应中断的任务可能永远无法终止）

  // 也可调用shutdownNow（）关闭线程：threadPool.shutdownNow（）
  // 二者区别：
  // shutdown：设置 线程池的状态 为 SHUTDOWN，然后中断所有没有正在执行任务的线程
  // shutdownNow：设置 线程池的状态 为 STOP，然后尝试停止所有的正在执行或暂停任务的线程，并返回等待执行任务的列表
  // 使用建议：一般调用shutdown（）关闭线程池；若任务不一定要执行完，则调用shutdownNow（）

六、Demo

我们通过源码来看下是怎么使用的:

源码片段:

/Dialer/java/com/android/voicemail/impl/transcribe/TranscriptionService.java

1. 创建一个单例线程池

  private ExecutorService getExecutorService() {
    if (executorService == null) {
      // The common use case is transcribing a single voicemail so just use a single thread executor
      // The reason we're not using DialerExecutor here is because the transcription task can be
      // very long running (ie. multiple minutes).
      executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    }
    return executorService;
  }

2. 调用 execute(Runnable  runnable)方法,执行任务

      activeTask =
          configProvider.shouldUseSyncApi()
              ? new TranscriptionTaskSync(
                  this, new Callback(), workItem, getClientFactory(), configProvider)
              : new TranscriptionTaskAsync(
                  this, new Callback(), workItem, getClientFactory(), configProvider);
    //执行任务
    getExecutorService().execute(activeTask);

3. 任务执行完毕后,调用shutdown方法

@Override
  @MainThread
  public void onDestroy() {
    if (executorService != null) {
      executorService.shutdownNow();
      executorService = null;
    }
  }