《Android開發藝術探索》第11章 Android的線程和線程池
第11章 Android的線程和線程池
11.1 主線程和子線程
(1)在Java中默認情況下一個進程只有一個線程，也就是主線程，其他線程都是子線程，也叫工作線程。Android中的主線程主要處理和界面相關的事情，而子線程則往往用於執行耗時操作。線程的創建和銷毀的開銷較大，所以如果一個進程要頻繁地創建和銷毀線程的話，都會采用線程池的方式。
(2)在Android中除了Thread，還有HandlerThread、AsyncTask以及IntentService等也都扮演著線程的角色，只是它們具有不同的特性和使用場景。AsyncTask封裝了線程池和Handler，它主要是為了方便開發者在子線程中更新UI。HandlerThread是一種具有消息循環的線程，在它的內部可以使用Handler。IntentService是一個服務，它內部采用HandlerThread來執行任務，當任務執行完畢後就會自動退出。因為它是服務的緣故，所以和後臺線程相比，它比較不容易被系統殺死。
(3)從Android 3.0開始，系統要求網絡訪問必須在子線程中進行，否則網絡訪問將會失敗並拋出NetworkOnMainThreadException
(4)AsyncTask是一個抽象泛型類，它提供了
Params、Progress、Result三個泛型參數，如果task確實不需要傳遞具體的參數，那麽都可以設置為Void。下面是它的四個核心方法，其中doInBackground不是在主線程執行的。onPreExecute、doInBackground、onProgressUpdate、onPostResult
11.2 Android中的線程形態
(1)AsyncTask的使用過程中的條件限制：
1.AsyncTask的類必須在主線程中加載，這個過程在Android 4.1及以上版本中已經被系統自動完成。
2.AsyncTask對象必須在主線程中創建，execute
3.一個AsyncTask對象只能執行一次，即只能調用一次
execute方法，否則會報運行時異常。4.在Android 1.6之前，AsyncTask是串行執行任務的，Android 1.6的時候AsyncTask開始采用線程池並行處理任務，但是從Android 3.0開始，為了避免AsyncTask帶來的並發錯誤，AsyncTask又采用一個線程來串行執行任務。盡管如此，在Android 3.0以及後續版本中，我們可以使用AsyncTask的
executeOnExecutor方法來並行執行任務。但是這個方法是Android 3.0新添加的方法，並不能在低版本上使用。(2)AsyncTask的原理
1.AsyncTask中有兩個線程池：
SerialExecutorTHREAD_POOL_EXECUTOR。前者是用於任務的排隊，默認是串行的線程池；後者用於真正執行任務。AsyncTask中還有一個Handler，即InternalHandler，用於將執行環境從線程池切換到主線程。AsyncTask內部就是通過InternalHandler來發送任務執行的進度以及執行結束等消息。2.AsyncTask排隊執行過程：系統先把參數
Params封裝為FutureTask對象，它相當於Runnable；接著將FutureTask交給SerialExecutor的execute方法，它先把FutureTask插入到任務隊列tasks中，如果這個時候沒有正在活動的AsyncTask任務，那麽就會執行下一個AsyncTask任務，同時當一個AsyncTask任務執行完畢之後，AsyncTask會繼續執行其他任務直到所有任務都被執行為止。(3)
HandlerThread就是一種可以使用Handler的Thread，它的實現就是在run方法中通過Looper.prepare()來創建消息隊列，並通過Looper.loop()來開啟消息循環，這樣在實際的使用中就允許在HandlerThread中創建Handler了，外界可以通過Handler的消息方式通知HandlerThread執行一個具體的任務。HandlerThread的run方法是一個無限循環，因此當明確不需要再使用HandlerThread的時候，可以通過它的quit或者quitSafely方法來終止線程的執行。HandlerThread的最主要的應用場景就是用在IntentService中。(4)
IntentService是一個繼承自Service的抽象類，要使用它就要創建它的子類。IntentService適合執行一些高優先級的後臺任務，這樣不容易被系統殺死。IntentService的onCreate方法中會創建HandlerThread，並使用HandlerThread的Looper來構造一個Handler對象ServiceHandler，這樣通過ServiceHandler對象發送的消息最終都會在HandlerThread中執行。IntentService會將Intent封裝到Message中，通過ServiceHandler發送出去，在ServiceHandler的handleMessage方法中會調用IntentService的抽象方法onHandleIntent，所以IntentService的子類都要實現這個方法。
11.3 Android中的線程池
(1)使用線程池的好處：
1.重用線程，避免線程的創建和銷毀帶來的性能開銷；
2.能有效控制線程池的最大並發數，避免大量的線程之間因互相搶占系統資源而導致的阻塞現象；
3.能夠對線程進行簡單的管理，並提供定時執行以及指定間隔循環執行等功能。
(2)Executor只是一個接口，真正的線程池是ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供了一系列參數來配置線程池，通過不同的參數可以創建不同的線程池，Android的線程池都是通過Executors提供的工廠方法得到的。
(3)ThreadPoolExecutor的構造參數
1.corePoolSize：核心線程數，默認情況下，核心線程會在線程池中一直存活；
2.maximumPoolSize：最大線程數，當活動線程數達到這個數值後，後續的任務將會被阻塞；
3.keepAliveTime：非核心線程閑置時的超時時長，超過這個時長，閑置的非核心線程就會被回收；
4.unit：用於指定keepAliveTime參數的時間單位，有TimeUnit.MILLISECONDS、TimeUnit.SECONDS、TimeUnit.MINUTES等；
5.workQueue：任務隊列，通過線程池的execute方法提交的Runnable對象會存儲在這個參數中；
6.threadFactory：線程工廠，為線程池提供創建新線程的功能。它是一個接口，它只有一個方法Thread newThread(Runnable r)；
7.RejectedExecutionHandler：當線程池無法執行新任務時，可能是由於任務隊列已滿或者是無法成功執行任務，這個時候就會調用這個Handler的rejectedExecution方法來通知調用者，默認情況下，rejectedExecution會直接拋出一個rejectedExecutionException。
(4)ThreadPoolExecutor執行任務的規則：
1.如果線程池中的線程數未達到核心線程的數量，那麽會直接啟動一個核心線程來執行任務；
2.如果線程池中的線程數量已經達到或者超過核心線程的數量，那麽任務會被插入到任務隊列中排隊等待執行；
3.如果在步驟2中無法將任務插入到的任務隊列中，可能是任務隊列已滿，這個時候如果線程數量沒有達到規定的最大值，那麽會立刻啟動非核心線程來執行這個任務；
4.如果步驟3中線程數量已經達到線程池規定的最大值，那麽就拒絕執行此任務，ThreadPoolExecutor會調用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法來通知調用者。
(5)AsyncTask的THREAD_POOL_EXECUTOR線程池的配置：
1.corePoolSize=CPU核心數+1；
2.maximumPoolSize=2倍的CPU核心數+1；
3.核心線程無超時機制，非核心線程在閑置時間的超時時間為1s；
4.任務隊列的容量為128。
(6)Android中常見的4類具有不同功能特性的線程池：
1.FixedThreadPool：線程數量固定的線程池，它只有核心線程；
2.CachedThreadPool：線程數量不固定的線程池，它只有非核心線程；
3.ScheduledThreadPool：核心線程數量固定，非核心線程數量沒有限制的線程池，主要用於執行定時任務和具有固定周期的任務；
4.SingleThreadPool：只有一個核心線程的線程池，確保了所有的任務都在同一個線程中按順序執行。
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