Android 多线程：Thread理解和使用总结

2017-10-19 本文已影响2518人 Marker_Sky

Android Thread目录.png

一、Android中的Thread

定义：线程，可以看作是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

1.1 Thread主要函数

函数名	作用
run()	线程运行时所执行的代码
start()	启动线程
sleep()/sleep(long millis)	线程休眠，进入阻塞状态，sleep方法不会释放锁（其它线程不会进入synchronized方法体或方法块，不释放锁需要try/catch）
yield()	线程交出CPU，但是不会阻塞而是重置为就绪状态，不会释放锁
join()/join(long millis)/join(long millis,int nanoseconds)	线程插队，当该子线程执行完毕后接着执行其它
wait()	进入阻塞状态，释放锁（其它线程可以进入synchronized方法体或方法块，释放锁不需要try/catch）
interrupt()	中断线程，注意只能中断阻塞状态的线程
getId()	获取当前线程的id
getName()/setName()	获取和设置线程的name
getPriority()/setPriority()	获取和设置线程的优先级，范围1-10，默认是5
setDaemon()/isDaemo()	设置和获取是否守护线程
currentThread()	静态函数获取当前线程

1.2 Thread的几种状态

新建状态（new）：实例化之后进入该状态；
就绪状态（Runnable）：线程调用start()之后就绪状态等待cpu执行，注意这时只是表示可以运行并不代表已经运行；
运行状态（Running）：线程获得cpu的执行，开始执行run()方法的代码；
阻塞状态（Blocked）：线程由于各种原因进入阻塞状态：join()、sleep()、wait()、等待触发条件、等待由别的线程占用的锁；
死亡状态（Dead）：线程运行完毕或异常退出，可使用isAlive()获取状态。

二、Android中Thread的使用

这里写出三种使用方式：
1. 继承Thread，重写run()方法。
使用时直接new并且start()。（不知道什么时候run()方法变成重写了，以前可是没有 @Override）

    public class MyThread extends Thread{

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            // do something
        }
    }

    // Thread使用
    public void goThread(){
        new MyThread().start();
    }

2. 实现Runnable，重写run()方法来执行任务。

    public class MyRunnable implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            // do something
        }
    }

    new Thread(new MyRunnable()).start();

另一种启动方式

    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            
        }
    }).start();

3. 通过Handler启动线程。
首先定义好Handler和Runnable ：

    private int count = 0;
    private Handler mHandler = new Handler();

    private Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Log.i("download",Thread.currentThread().getName()+":"+count);
            count ++;
            mHandler.postDelayed(runnable,1000); // 执行后延迟1000毫秒再次执行，count已++
        }
    };

然后使用mHandler的post()方法执行线程。当上方的Runnable执行后里面定义了mHandler.postDelayed(runnable,1000);开启延迟1000毫秒后再次执行。

  findViewById(R.id.btn_download).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            mHandler.post(runnable); // handler运行runnable
        }
    });

三、Thread使用其它问题

3.1 如何终止线程

1. 使用boolean变量作为标记
如下，如果变量stop为true则跳出run()方法。关键字volatile表示这个变量随时都有可能发生变化，主要是表示同步，也就是同一时刻只能由一个线程来修改该变量的值。

public class ThreadStopTest extends Thread {

    public volatile boolean stop = false;
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        while (!stop){
            // thread runing
        }
    }
    
}

2. 使用interrupt()
该方法可以用来中断进程，然后就可以终止线程，使用该方法分两种情况，线程正常运行状态和阻塞状态。

（1）线程正常运行状态
要注意的是interrupt()方法只是中断线程而不是结束线程，在线程正常运行状态下使用该方法是不能结束线程的，正确的做法是判断线程是否被中断来决定是否执行代码。这种方法类似于自定义标记。看一下示例：

...
    // 定义开始和结束线程的方法，与按钮绑定
    public void goThread(){
        if(null == myThread){
            myThread = new MyThread();
        }
        myThread.start();
    }
    private void stopThread() {
        if(null != myThread && myThread.isAlive()){
            myThread.interrupt();
            myThread = null;
        }
    }

    public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            // 判断状态，如果被打断则跳出并将线程置空
            while (!isInterrupted()){
                i++;
                Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
            }
        }
    }

（2）线程阻塞状态
先看下面的例子，重新写了一个SleepThread，开启和停止的代码省略。这个线程里每间隔1s循环增加i的值并打印。

    public class SleepThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            while(true){
                try {
                    i++;
                    Thread.sleep(1000);
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+"异常抛出，停止线程");
                    break;
                }
            }

        }
    }

当我开始和终止该线程后Log如下：

10-14 19:46:57.562 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:1
10-14 19:46:58.562 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:2
...
10-14 19:47:01.564 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:5
10-14 19:47:01.931 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142异常抛出，停止线程

可以看到调用interrupt()方法后抛出InterruptedException异常，同时break跳出循环达到停止跑代码的作用。原理是当线程进入阻塞状态时，调用interrupt()方法会抛出异常，利用这个异常来跳出循环。
（3）两种状态一起处理
此外，把两种状态的处理结合在一起是比较好的，这样既可以及时判断线程状态又可以捕获异常来跳出循环。

    public class SleepThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            while(!isInterrupted()){  // 判断线程是否被打断
                try {
                    i++;
                    Thread.sleep(1000);
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+"异常抛出，停止线程");
                    break;// 抛出异常跳出循环
                }
            }

        }
    }

3. 使用stop()方法终止线程
恕我直言，这个方法就忽略吧，这个相当于强制关机，万一数据丢失得不偿失。

3.2 线程安全与线程同步

1. 什么是线程安全问题
简单地说，线程安全问题是指多个线程访问同一代码或数据，造成结果和数据的错乱或与期望的结果不同所产生的问题。
2. 如何解决线程安全问题

基本上所有的并发模式在解决线程安全问题的问题上，都采用“序列化访问临界资源”的方案，即在同一时刻只能有一个线程访问临界资源（多个线程可能同时访问的数据或资源），也称同步互斥访问。

（1） synchronized 关键字，保证同时刻只有一个线程进入该方法或者代码块，使用方式（Tips：java中有很多方式来实现线程同步，我们常用的synchronized是效率最低的...但是它方便啊）：

线程run()方法中要执行的代码方法添加synchronized关键字，注意要添加在方法的返回值前。

   int count = 100;
   private synchronized void count() {
        if (count > 0) {
            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
        } else {
            isRunning = false;
        }
    }

同步代码块的形式使用。

  private void count() {
        synchronized (this) {
            if (count > 0) {
                Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
            } else {
                isRunning = false;
            }
        }
    }

（2）特殊域变量volatile修饰变量：告诉虚拟机该变量随时可能更新，因此使用时每次都会重新计算，而不是使用寄存器的值。volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量。(不能完全保证线程安全)

private volatile int count = 1000;

（3）使用重入锁实现线程同步。

ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
lock() :获得锁
unlock() : 释放锁

    private void count() {
        lock.lock();
        if (count > 0) {
            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
        } else {
            isRunning = false;
        }
        lock.unlock();
    }

（4）ThreadLocal管理变量。如果一个变量使用ThreadLocal进行管理，每一个使用该变量的线程都会获得该变量的副本，副本之间相互独立，所以每个线程都可以修改变量而不会对其它线程造成影响。

    private static ThreadLocal<Integer> number = new ThreadLocal<Integer>(){
        // 重写方法，设置默认值
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 1;
        }
        // 自定义方法设置变量值
        public void saveNumber(int newNumber){
            number.set(number.get() + newNumber);
        }
        // 自定义方法获取变量值
        public int getNumber(){
            return number.get();
        }
    };

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