Android多线程的四种方式

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当我们启动一个App的时候,Android系统会启动一个Linux Process,该Process包含一个Thread,称为UI Thread或Main Thread。通常一个应用的所有组件都运行在这一个Process中,当然,你可以通过修改四大组件在Manifest.xml中的代码块(<activity><service><provider><receiver>)中的android:process属性指定其运行在不同的process中。当一个组件在启动的时候,如果该process已经存在了,那么该组件就直接通过这个process被启动起来,并且运行在这个process的UI Thread中。

UI Thread中运行着许多重要的逻辑,如系统事件处理,用户输入事件处理,UI绘制,Service,Alarm等,如下图:


UI Thread包含的逻辑

而我们编写的代码则是穿插在这些逻辑中间,比如对用户触摸事件的检测和响应,对用户输入的处理,自定义View的绘制等。如果我们插入的代码比价耗时,如网络请求或数据库读取,就会阻塞UI线程其他逻辑的执行,从而导致界面卡顿。如果卡顿时间超过5秒,系统就会报ANR错误。所以,如果要执行耗时的操作,我们需要另起线程执行。

在新线程执行完耗时的逻辑后,往往需要将结果反馈给界面,进行UI更新。Android的UI toolkit不是线程安全的,不能在非UI线程进行UI的更新,所有对界面的更新必须在UI线程进行。

Android提供了四种常用的操作多线程的方式,分别是:

1. Handler+Thread
2. AsyncTask
3. ThreadPoolExecutor
4. IntentService

下面分布对四种方式进行介绍。

Handler+Thread

Android主线程包含一个消息队列(MessageQueue),该消息队列里面可以存入一系列的Message或Runnable对象。通过一个Handler你可以往这个消息队列发送Message或者Runnable对象,并且处理这些对象。每次你新创建一个Handle对象,它会绑定于创建它的线程(也就是UI线程)以及该线程的消息队列,从这时起,这个handler就会开始把Message或Runnable对象传递到消息队列中,并在它们出队列的时候执行它们。


Handler Thread原理图

Handler可以把一个Message对象或者Runnable对象压入到消息队列中,进而在UI线程中获取Message或者执行Runnable对象,Handler把压入消息队列有两类方式,Post和sendMessage:

Post方式:

Post允许把一个Runnable对象入队到消息队列中。它的方法有:
post(Runnable)/postAtTime(Runnable,long)/postDelayed(Runnable,long)

对于Handler的Post方式来说,它会传递一个Runnable对象到消息队列中,在这个Runnable对象中,重写run()方法。一般在这个run()方法中写入需要在UI线程上的操作。


handler post用法

sendMessage:

sendMessage允许把一个包含消息数据的Message对象压入到消息队列中。它的方法有:sendEmptyMessage(int)/sendMessage(Message)/sendMessageAtTime(Message,long)/sendMessageDelayed(Message,long)

Handler如果使用sendMessage的方式把消息入队到消息队列中,需要传递一个Message对象,而在Handler中,需要重写handleMessage()方法,用于获取工作线程传递过来的消息,此方法运行在UI线程上。Message是一个final类,所以不可被继承。


handler定义


handler sendMessage用法

优缺点
1. Handler用法简单明了,可以将多个异步任务更新UI的代码放在一起,清晰明了
2. 处理单个异步任务代码略显多
适用范围
1. 多个异步任务的更新UI

AsyncTask

AsyncTask是android提供的轻量级的异步类,可以直接继承AsyncTask,在类中实现异步操作,并提供接口反馈当前异步执行的程度(可以通过接口实现UI进度更新),最后反馈执行的结果给UI主线程。

AsyncTask通过一个阻塞队列BlockingQuery<Runnable>存储待执行的任务,利用静态线程池THREAD_POOL_EXECUTOR提供一定数量的线程,默认128个。在Android 3.0以前,默认采取的是并行任务执行器,3.0以后改成了默认采用串行任务执行器,通过静态串行任务执行器SERIAL_EXECUTOR控制任务串行执行,循环取出任务交给THREAD_POOL_EXECUTOR中的线程执行,执行完一个,再执行下一个。

用法举例:

class DownloadTask extends AsyncTask<Integer, Integer, String>{  
    // AsyncTask<Params, Progress, Result>
    //后面尖括号内分别是参数(例子里是线程休息时间),进度(publishProgress用到),返回值类型
    @Override
    protected void onPreExecute() {
        //第一个执行方法
        super.onPreExecute();
    }
    @Override
    protected String doInBackground(Integer... params) {
        //第二个执行方法,onPreExecute()执行完后执行
        for(int i=0;i<=100;i++){
            publishProgress(i);
            try {
                Thread.sleep(params[0]);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return "执行完毕";
    }
    @Override
    protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
        //这个函数在doInBackground调用publishProgress时触发,虽然调用时只有一个参数
        //但是这里取到的是一个数组,所以要用progesss[0]来取值
        //第n个参数就用progress[n]来取值
        tv.setText(progress[0]+"%");
        super.onProgressUpdate(progress);
    }
    @Override
    protected void onPostExecute(String result) {
        //doInBackground返回时触发,换句话说,就是doInBackground执行完后触发
        //这里的result就是上面doInBackground执行后的返回值,所以这里是"执行完毕"
        setTitle(result);
        super.onPostExecute(result);
    }
}
优缺点
1. 处理单个异步任务简单,可以获取到异步任务的进度
2. 可以通过cancel方法取消还没执行完的AsyncTask
3. 处理多个异步任务代码显得较多
适用范围
1. 单个异步任务的处理

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor提供了一组线程池,可以管理多个线程并行执行。这样一方面减少了每个并行任务独自建立线程的开销,另一方面可以管理多个并发线程的公共资源,从而提高了多线程的效率。所以ThreadPoolExecutor比较适合一组任务的执行。Executors利用工厂模式对ThreadPoolExecutor进行了封装,使用起来更加方便。


ThreadPoolExecutor

Executors提供了四种创建ExecutorService的方法,他们的使用场景如下:

1. Executors.newCachedThreadPool()
   创建一个定长的线程池,每提交一个任务就创建一个线程,直到达到池的最大长度,这时线程池会保持长度不再变化
2. Executors.newFixedThreadPool()
   创建一个可缓存的线程池,如果当前线程池的长度超过了处理的需要时,它可以灵活的回收空闲的线程,当需要增加时,
    它可以灵活的添加新的线程,而不会对池的长度作任何限制
3. Executors.newScheduledThreadPool()
   创建一个定长的线程池,而且支持定时的以及周期性的任务执行,类似于Timer
4. Executors.newSingleThreadExecutor()
   创建一个单线程化的executor,它只创建唯一的worker线程来执行任务
适用范围
1. 批处理任务

IntentService

IntentService继承自Service,是一个经过包装的轻量级的Service,用来接收并处理通过Intent传递的异步请求。客户端通过调用startService(Intent)启动一个IntentService,利用一个work线程依次处理顺序过来的请求,处理完成后自动结束Service。

特点
1. 一个可以处理异步任务的简单Service

原文链接:http://www.jianshu.com/p/2b634a7c49ec


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