Android 多线程 线程池原理 封装线程池

Posted 2023-02-26 祥云湾

我自己理解看来。线程池顾名思义就是一个容器的意思，需要注意的是，每一个线程都是需要CPU分配资源去执行的。如果由于总是new Thread()开启一个线程，那么就会大量的消耗CPU的资源，导致Android运行变慢，甚至OOM(out of memory)，因而Java就出现了一个ThreadPoolExecutor来管理这些线程。控制最多的线程数maximumPoolSize，核心线程数corePoolSize，来管理我们需要开启的线程数。这样减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。所以，我们就可以根据手机的CPU核数来控制App可以开的最大线程数，保证程序的合理运行。 
在android中当同时并发多个网络线程时，引入线程池技术会极大地提高APP的性能。例如：多线程下载，点一个下载一个（假设允许最多同时下载五个），当点到第六个的时候开始等待，这就涉及到线程的管理。 
Android引入线程池好处是：提升了性能（创建和消耗对象费时费CPU资源）；防止内存过度消耗（控制活动线程的数量，防止并发线程过多）。

1.ThreadPoolExecutor

1.ThreadPoolExecutor参数

jdk自身带有线程池的实现类ThreadPoolExecutor，使用ThreadPoolExecutor，了解其每个参数的意义是必不可少的。 
ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler) 
corePoolSize: 核心线程数，能够同时执行的任务数量； 
maximumPoolSize：除去缓冲队列中等待的任务，最大能容纳的任务数（其实是包括了核心线程池数量）； 
keepAliveTime：超出workQueue的等待任务的存活时间，就是指maximumPoolSize里面的等待任务的存活时间； 
unit：时间单位； 
workQueue:阻塞等待线程的队列，一般使用new LinkedBlockingQueue()这个，如果不指定容量，会一直往里边添加，没有限制,workQueue永远不会满； 
threadFactory：创建线程的工厂，使用系统默认的类； 
handler：当任务数超过maximumPoolSize时，对任务的处理策略，默认策略是拒绝添加；

2.阻塞队列

队列用于排队，避免一瞬间出现大量请求的问题。 
阻塞队列分为 有限队列（SynchronousQueue、ArrayBlockingQueue）和 无限队列（LinkedBloackingQueue）。

3.执行流程

当线程数小于corePoolSize时，每添加一个任务，则立即开启线程执行；当corePoolSize满的时候，后面添加的任务将放入缓冲队列workQueue等待；当workQueue也满的时候，看是否超过maximumPoolSize线程数，如果超过，默认拒绝执行。 
下面我们看个例子：假如corePoolSize=2，maximumPoolSize=3，workQueue容量为8;最开始，执行的任务A，B，此时corePoolSize已用完，再次执行任务C，则C将被放入缓冲队列workQueue中等待着，如果后来又添加了7个任务，此时workQueue已满，则后面再来的任务将会和maximumPoolSize比较，由于maximumPoolSize为3，所以只能容纳1个了，因为有2个在corePoolSize中运行了，所以后面来的任务默认都会被拒绝。

4.终止一个线程

我们编写终止一个线程的 junit 测试方法：

private class MyRunnable implements Runnable 
    public volatile boolean flag = true;
    @Override
    public void run() 
        while (flag && !Thread.interrupted()) 
            try 
                System.out.println("running");
                Thread.sleep(500);
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
                return; //2.中断线程时, 注意此处必须做处理
            
        
    

@Test
public void RunnableTest() throws InterruptedException 
    MyRunnable runnable = new MyRunnable();
    Thread thread = new Thread(runnable);
    thread.start();
    Thread.sleep(2000);
    runnable.flag = true;
    thread.interrupt(); //1.中断线程

2.封装线程池管理者

下面我们基于ThreadPoolExecutor对线程池进行封装：

/**
 * 线程池管理 管理整个项目中所有的线程，所以不能有多个实例对象
 */
public class ThreadPoolManager 
    /**
     * 单例设计模式（饿汉式）
     *  单例首先私有化构造方法，然后饿汉式一开始就开始创建，并提供get方法
     */
    private static ThreadPoolManager mInstance = new ThreadPoolManager();
    public static ThreadPoolManager getInstance() 
        return mInstance;
    

    private int corePoolSize;//核心线程池的数量，同时能够执行的线程数量
    private int maximumPoolSize;//最大线程池数量，表示当缓冲队列满的时候能继续容纳的等待任务的数量
    private long keepAliveTime = 1;//存活时间
    private TimeUnit unit = TimeUnit.HOURS;
    private ThreadPoolExecutor executor;
    private ThreadPoolManager() 
        /**
         * 给corePoolSize赋值：当前设备可用处理器核心数*2 + 1,能够让cpu的效率得到最大程度执行（有研究论证的）
         */
        corePoolSize = Runtime.getRuntime().availableProcessors()*2+1;
        maximumPoolSize = corePoolSize; //虽然maximumPoolSize用不到，但是需要赋值，否则报错
        executor = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize, //当某个核心任务执行完毕，会依次从缓冲队列中取出等待任务
                maximumPoolSize, //5,先corePoolSize,然后new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),然后maximumPoolSize,但是它的数量是包含了corePoolSize的
                keepAliveTime, //表示的是maximumPoolSize当中等待任务的存活时间
                unit, 
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>(), //缓冲队列，用于存放等待任务，Linked的先进先出
                Executors.defaultThreadFactory(), //创建线程的工厂
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() //用来对超出maximumPoolSize的任务的处理策略
                );
    
    /**
     * 执行任务
     */
    public void execute(Runnable runnable)
        if(runnable==null)return;

        executor.execute(runnable);
    
    /**
     * 从线程池中移除任务
     */
    public void remove(Runnable runnable)
        if(runnable==null)return;

        executor.remove(runnable);
    

其中，获取当前可用的处理器核心数我们用Runtime.getRuntime().availableProcessors()，我们来看它的注释：

下面我们来看一下Runnable与线程的区别： 
Runnable只是一个接口，它的源码如下，而线程是真正开启系统资源去执行任务，他们两个，线程是真正消耗系统资源的

/**
 * Represents a command that can be executed. Often used to run code in a
 * different @link Thread.
 */
public interface Runnable 
    /**
     * Starts executing the active part of the class' code. This method is
     * called when a thread is started that has been created with a class which
     * implements @code Runnable.
     */
    public void run();

到这里已经基本上介绍完了线程池，下面我们通过实际编码看一下如何使用线程池。

3.演示线程池的使用方法

下面是一个线程池的例子（演示多线程执行任务），以加深对原理的理解 
1.引入我们封装好的ThreadPoolManager.java 
2.演示功能

/**
 * 演示线程池
 */
public class MainActivity extends AppCompatActivity 
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        /**
         * 创建九个任务
         */
        for (int i = 0; i < 9; i++) 
            ThreadPoolManager.getInstance().execute(new DownloadTask(i));
        
    
    /**
     * 模仿下载任务，实现Runnable
     */
    class DownloadTask implements Runnable
        private int num;
        public DownloadTask(int num) 
            super();
            this.num = num;
            Log.d("JAVA", "task - "+num + " 等待中...");
        
        @Override
        public void run() 
            Log.d("JAVA", "task - "+num + " 开始执行了...开始执行了...");
            SystemClock.sleep(5000); //模拟延时执行的时间
            Log.e("JAVA", "task - "+num + " 结束了...");
        
    

打印结果如下：

转载：http://blog.csdn.net/smartbetter/article/details/52056272