线程池

2018-05-27 本文已影响0人柳岸风语

话题：线程池
Android中的线程池有哪些？它们的区别是什么？为什么要使用线程池？

线程是Android里面一个很重要的概念。从用途上来分可以分为主线程和子线程，主线程主要用来处理和界面相关的事情，而子线程则往往用于执行耗时操作。线程是系统调度的最小单元，同时也是一种受限的系统资源，及线程不可能无限地产生，并且线程的创建和销毁都会有相应的开销。所以为了高效的处理线程的使用，我们引入线程池。一个线程池会缓存一定数量的线程。使用线程池的优点主要可以概括为以下三点：
（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）、能有效的控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间应互相抢占系统资源而导致的阻塞。
（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。
Android中的线程池概念来源于Java中的Executor，Executor是一个接口，真正的线程池的实现是ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供了一系列参数来配置线程池，通过不同的参数就可以创建不同的线程池，从线程池的功能特性来说，Android的线程池主要分为4类。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                              int maximumPoolSize,
                              long keepAliveTime,
                              TimeUnit unit,
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,
                              ThreadFactory threadFactory) {
        this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
             threadFactory, defaultHandler);
 }

这是ThreadPoolExecutor的比较常用的构造方法，下面就来一一介绍构造方法中的参数，这些参数会直接影响线程池的特性。

corePoolSize

线程池的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使他们处于闲置状态。如果将ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true，那么闲置的核心线程在等待新任务到来时会有超时策略，这个时间间隔由keepAliveTime来指定，当等待新任务的时间超过keepAliveTime所制定的事件后，核心线程会被终止。

maximumPoolSize

线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续任务将会被阻塞。

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会作用核心线程。

unit

用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有TimeUnit.MILLSECONDS（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execute方法提交的Runnable对象都会存储在这个参数里面。

threadFactory

县城工厂，为线程池提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，他只有一个方法：Thread newThread(Runnable r)。

除了上面的主要参数外，ThreadPoolExecutor还有一个不常用的参数RejectedExecutionHandler，当线程池由于任务队列已满或是无法成功执行任务导致无法执行新的任务时，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectExecution来通知调用者。

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超过核心线程数量，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城市规定的最大值，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，那么就拒绝执行此任务，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectExecution方法来通知调用者。

线程池的分类

Android中最常见的四类具有不同功能的线程池，它们都是直接或间接通过配置
ThreadPoolExecutor来实现自己的功能特性，这四类线程池分别是FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool以及SingleThreadExecutor。

FixedThreadPool
通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。根据newFixedThreadPool方法来看，我们可以知道FixedThreadPool是一个线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态时，他们并不会被回收，除非线程池被关闭了。当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态，直到有线程空闲出来。由于newFixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更加快速的响应外界的请求。

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
       return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                     0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                     new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
//使用
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
       fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               try {
                   Thread.sleep(3000);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }
       });

CachedThreadPool
通过Executors的newCachedThreadPool方法来创建。这是一个线程数量不固定的线程池，它没有核心线程，只有非核心线程，并且其最大线程数量为Integer.MAX_VALUE，这几乎相当于这个线程池的线程数量可以任意大。当线程池中的线程都处于活动状态时，线程池会创建新的线程来处理新的任务，否则就会利用空闲的线程来处理新的任务。线程池中空闲线程都有超时机制，这个超时时长为60秒，超过60秒闲置线程就会被回收。CachedThreadPool里面任何任务都会立即执行，但是和FixedThreadPool不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相当于一个空集合，因为在CachedThreadPool任务队列里面是很难插入任务的。从CachedThreadPool的特性来看，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，线程池中的线程都会超时而停止，这个时候CachedThreadPool之中实际是没有任何线程的，她几乎不占用任何系统资源。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
        return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                      60L, TimeUnit.SECONDS,
                                      new SynchronousQueue<Runnable>());
}
//使用
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
     @Override
      public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

ScheduledThreadPool
通过Executors的ScheduledThreadPoolExecutor方法来创建。它的核心线程是固定的，非核心线程是没有限制的，并且当非核心线程闲置时会被立即回收。ScheduledThreadPool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 ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
        super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
              DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
              new DelayedWorkQueue());
}
//使用
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
        scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }, 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

SingleThreadExecutor
通过Executors的newSingleThreadExecutor方法来创建。这类线程池只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。SingleThreadExecutor的意义在于统一所有的外界任务到一个线程中，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步问题。

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
        return new FinalizableDelegatedExecutorService
            (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
                                    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}
//使用
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecuto();
        singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

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