Android 中的线程池

Android 中的线程池：

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管理，并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能。

ThreadPoolExecutor

Android 中的线程池的概念来源于 Java 中的 Executor，Executor 是一个接口，真正的实现为 ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor 的构造方法中的参数直接影响线程池的功能特性。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory,
                          RejectedExecutionHandler handler)
corePoolSize

线程池的核心线程数。默认情况下，核心线程会在线程中一直存活，即使它们处于闲置状态。当提交一个任务时，线程池创建一个新线程执行任务，直到当前线程数等于 corePoolSize;

如果当前线程数为 corePoolSize，继续提交的任务被保存到阻塞队列中，等待被执行。

maximumPoolSize

线程池中允许的最大线程数。如果当前阻塞队列满了，且继续提交任务，则创建新的线程执行任务，前提是当前线程数小于 maximumPoolSize。

keepAliveTime

非核心线程闲置时的超时时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收。当 ThreadPoolExecutor 的 allowCoreThreadTimeOut 属性设置为 True 时，keepAliveTime 同样会作用于核心线程。

unit

用于指定 keepAliveTime 参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有 TimeUnit.MILLISECONDS(毫秒)、TimeUnit.SECONDS(秒)以及 TimeUnit.MINUTES(分钟)等。

workQueue

线程池中的任务队列，通过线程池的 executor 方法提交的 Runnable 对象会存储在这个参数中。当线程池中的线程数超过它的 corePoolSize 的时候，线程会进入任务队列等待。

什么是阻塞队列。

队列：

队列是一种特殊的线性表，它只允许表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样（先进先出），队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为对头。队列中没有元素时，称为空队列。队列的数据元素又称为队列元素。

阻塞队列：

  • 支持阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。
  • 支持阻塞的移除方法：意思是在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。

ThreadPoolExecutor 执行任务时大致遵循如下规则：

  1. 如果线程池中的线程数量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规定的最大值，那么会立刻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，那么就拒绝执行任务，并调用 RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法通知。

image

常见的四类线程池

FixedThreadPool

通过Executors 的 newFixedThreadPool 方法来创建。它是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态时，它们不会被回收，除非线程池关闭了。FixedThreadPool 中只有核心线程并且这些核心线程没有超时机制，另外任务队列也是没有大小限制的。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads,
                                  nThreads,
                                  0L,
                                  TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
CachedThreadPool

通过Executors 的 newCachedThreadPool 方法来创建。它是一种线程数量不定的线程池，它只有非核心线程，并且其最大线程数为 Integer.MAX_VALUE.由于线程数可以任意大，所以线程池的空闲线程都有超时机制，这个时间为60秒，超过60秒闲置线程就会被回收。这类线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池都处于闲置状态时，线程池的线程都会超时而被停止，这个时候线程池没有任何线程，几乎不占用任何系统资源。

public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
    return new ThreadPoolExecutor(0L,
                                  Integer.MAX_VALUE,
                                  60L,
                                  TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}
ScheduledThreadPool

通过 Executors 的 newScheduledThreadPool 方法来创建。它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数量是没有限制的，并且当非核心线程闲置时会被立即回收。这类线程池主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize){
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
} 

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize){
    super(corePoolSize,
          Integer.MAX_VALUE,
          0,
          NANOSECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}
SingleThreadExeutor

通过 Executors 的 newSingleThreadExecutor 方法来创建。这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(){
    return new FinalizableDelegatedExecutorService(
    new ThreadPoolExecutor(1,
                           1,
                           0L,
                           TimeUnit.MILLISECNDS,
                           new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
内容参考《Android 开发艺术探索》