Android 中的多线程简介

一、概念讲解

进程：是程序运行过程中系统进行资源分配和调度的一个独立单位，使多个程序可并发执行，以提高系统的资源利用率和吞吐量。

线程：一个基本的CPU执行单元 & 程序执行流的最小单元。线程自己不拥有系统资源，与其他线程共享进程所拥有的全部资源。（并发、同步）

线程和进程的关系：进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。线程依附于进程。

二、线程的分类

UI线程（主线程）：Android系统在程序启动时会自动启动一条主线程处理四大组件与用户进行交互的事情（如 UI 显示、界面交互相关）。

工作线程（子线程）：手动创建的线程，主要用于耗时的操作（网络请求、I/O 操作等）。

三、线程优先级

Android 系统中线程线程优先级分为10个级别，分别用Thread类常量表示。

设置线程优先级：通过方法 setPriority(int grade) 进行优先级设置，默认线程优先级是5，即 Thread.NORM_PRIORITY。

四、线程的生命周期

线程的生命周期：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）和死亡（Dead）五种状态

五、Android多线程实现方式

1、基础实现方式

1、继承 Thread 类，重写 run() 方法；

2、实现 Runnable 接口，重写 run() 方法

3、实现 Callable 接口，重写 call() 方法

2、组件实现方式

1、AsyncTask

是一个 Android 已封装好的轻量级异步类，属于抽象类，即使用时需实现子类。在工作线程中执行任务，如耗时任务可以将工作线程的执行结果传递给主线。

2、HandlerThread

是一个 Android 已封装好的轻量级异步类。在工作线程中执行任务，如耗时任务可以将工作线程的执行结果传递给主线。可实现延迟操作。

3、IntentService

是Android 里的一个封装类，继承四大组件之一的 Service。处理异步请求 & 实现多线程不符合多个数据同时请求的场景。所有的任务都在同一个 Thread looper 里执行。

3、高级实现形式 -- 线程池（ThreadPool）

可复用并管理线程，如控制最大并发线程数量、统一分配 & 调度。降低因线程的创建 & 销毁带来的性能开销。提高线程响应速度 & 执行效率。

构造函数：

常见的4种功能线程池

1、定长线程池（FixedThreadPool）。只有核心线程 & 不会被回收、线程数量固定、任务队列无大小限制（超出的线程任务会在队列中等待），控制线程最大并发数，通过 Executors.newFixedThreadPool() 创建

2、定时线程池（ScheduledThreadPool ）核心线程数量固定、非核心线程数量无限制（闲置时马上回收），执行定时 / 周期性任务，通过 Executors.newScheduledThreadPool()创建

3、可缓存线程池（CachedThreadPool）只有非核心线程、线程数量不固定（可无限大）、灵活回收空闲线程（具备超时机制，全部回收时几乎不占系统资源）、新建线程（无线程可用时），执行大量、耗时少的线程任务，通过 Executors.newCachedThreadPool()创建

4、单线程化线程池（SingleThreadExecutor）只有一个核心线程（保证所有任务按照指定顺序在一个线程中执行，不需要处理线程同步的问题），不适合并发但可能引起IO阻塞性及影响UI线程响应的操作，如数据库操作，文件操作等，通过 Executors.newSingleThreadExecutor()创建

六、线程安全

线程安全需要保证基本特性：

原子性：简单说就是相关操作不会被其他线程干扰，一般通过同步机制实现
可见性：一个线程修改了某个共享变量，其状态能够立即被其他线程知晓
有序性：保证线程内串行语义，避免指令重排等

1、Synchronized 关键字

sychronized 是 java 中的内置锁，可以限制线程对代码块或者方法的访问 Sychronized 可以修饰类方法，实例方法，代码块
在执行 sychronized 方法或代码块时，线程需要先获取被修饰对象的锁。一次只能有一个线程可以获取到一个对象的锁，同一个线程可以多次获取同一个对象的锁（可重入锁）
sychronized 不能响应中断，当一个线程在等待锁的时候，调用该线程的 interrupt 是不起作用的
锁的获取和释放是隐式的，进入同步 sychronized blocks 后会获取锁，离开 sychronized blocks 后会释放锁

2、Obejct类的wait/notify方法

wait/notify 是用于线程同步的方法。
wait 方法会使得当前线程放弃调用对象的监控，并使当前线程进入等待。直到调用了该对象的 notify 方法或者 notifyAll 方法（语法上是这样设计，但存在例外）
可以多次调用对象的wait方法，notify 方法只会随机释放一个wait方法等待，与调用顺序无关。如果要释放所有的 wait 调用可以调用 notifyAll 方法。
调用 wait 的线程有可能会存在 interrupt，虚假唤醒的情况，导致 wait 方法返回，但实际并没有调用对象的 notify 方法。在使用时通常会搭配一个 lock flag 和 loop 使用。

3、重入锁实现线程同步 Lock

1、一般使用其实现类 ReentrantLock，ReentrantLock获取锁定与三种方式：

lock()：如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁
tryLock()：如果获取了锁立即返回 true，如果别的线程正持有锁，立即返回 false；
tryLock(long timeout,TimeUnit unit)：如果获取了锁定立即返回 true，如果别的线程正持有锁，会等待参数给定的时间，在等待的过程中，如果获取了锁定，就返回 true，如果等待超时，返回 false；
lockInterruptibly：如果获取了锁定立即返回，如果没有获取锁定，当前线程处于休眠状态，直到或者锁定，或者当前线程被别的线程中断

2、ReentrantLock 和 Synchronized 的区别：

线程 A 和 B 都要获取对象 O 的锁定，假设 A 获取了对象 O 锁，B 将等待 A 释放对 O 的锁定：

如果使用 synchronized ，如果 A 不释放，B 将一直等下去，不能被中断
如果使用 ReentrantLock ，如果 A 不释放，可以使 B 在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事情

七、经验总结

1、禁止在代码中使用“new Thread”创建新的 Thread ！

浪费线程资源
无法控制该线程的执行，因此可能会造成不必要的内存泄漏

2、禁止频繁使用 HandlerThread ！

HandlerThread 继承于 Thread 类，所以每次开启一个 HandlerThread 就和开启个普通 Thread 一样，很浪费资源
只适用于解决此类需求 -“要在指定的一个线程下执行某些任务”

3、禁止直接使用 AsyncTask.execute() 执行耗时操作！

Execute 直接访问了 Executor，这样使用完全丧失了 AsyncTask 本身的意图
可能会造成不必要的内存泄漏

4、严禁使用 Executors 工具类来创建线程池

尤其是 newFixedThreadPool 和 newCachedThreadPool 这两个方法
当核心线程执行时间很长（比如 sleep10s），则新提交的任务还在不断地插入到阻塞队列中，最终造成 OOM
当核心线程耗时很久，线程池会尝试创建新的线程来执行提交的任务，当内存不足时就会报无法创建线程的错误

这只是个人对于Android中线程的总结，如果有错误，欢迎大家留言！