Android线程池使用介绍¶
更新日期: 2021-9-11
- 2021-9-11 更新
- 2021-9-10 创建文档
本文主要使用kotlin，讨论Android开发中的线程池用法。
我们想使用线程的时候，可以直接创建子线程并启动
不想每次都创建新的子线程
如果有大量的异步任务，不想每次都创建子线程。有没有什么把子线程统一管理的方法？
遇到这样的情况，我们可以考虑线程池。线程池解决两个问题：需要执行大量异步任务的时候，减轻每个异步任务的调用开销，提高性能。另外它还能够限制和管理子线程。每个ThreadPoolExecutor都维护了一些统计数据，例如已执行的任务数量。
有大量异步任务的时候，可以考虑使用线程池。
预置线程池¶
Android API 29
代码参考 Android API 29
ThreadPoolExecutor提供了很多参数，方便开发者调控。线程池的设计者建议开发者使用以下几个工厂方法，Android中主要有5种
newCachedThreadPool()不限制数量的线程池，能自动回收线程newFixedThreadPool(int nThreads)固定数量的线程池newSingleThreadExecutor()单一的子线程newScheduledThreadPool(int corePoolSize)能执行延时任务或者周期性任务newWorkStealingPool()工作窃取线程池
实际上我们在Android Studio里输入Executors.new的时候，会跳出很多个提示选项。
Executors.new 的智能提示
可缓存线程池¶
用Executors.newCachedThreadPool获得一个可缓存线程池对象，然后让它执行任务。
val tp: ExecutorService = Executors.newCachedThreadPool()
tp.submit { Log.d(TAG, "rustfisher: cached线程池执行任务 3") }
可缓存线程池会在需要的时候创建新的子线程。当原有的线程可用的时候，会复用现有线程。 这个机制适用于执行多个短期异步任务。任务比较小，但是数量大。
调用execute方法会先尝试复用已有的可用线程。如果当前没有线程，会新建一个线程并把它添加到池里。
超过60秒没有使用的线程会被停止并移除。因此即便长时间不用这个线程池，也不会造成多大的开销。
定长线程池¶
使用newFixedThreadPool(int nThreads)示例
val fixedTp: ExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(4)
fixedTp.submit { Log.d(TAG, "rustfisher 定长线程池执行任务") }
静态方法里传入了一个int参数nThreads，表示最大线程数量。
如果当前所有线程都在忙，又有新的任务添加进来。那么任务会在队列中等待，直到有可用的线程来处理任务。
如果有的线程遇到错误而停止了，要执行任务的话，会创建新的线程补上位置。
池里的线程会一直存活，直到线程池停止（ExecutorService#shutdown）。
单一线程池¶
val singleTp: ExecutorService = Executors.newSingleThreadExecutor()
singleTp.submit { Log.d(TAG, "单一线程池执行任务") }
只拥有1个子线程。任务队列不限制任务数量。如果线程遇到问题停止了，接下来又要处理任务时，会新建一个线程来处理。
它能保证任务会按顺序处理，同一时间只能处理1个任务。
单一线程池创建后，不能动态修改线程数量。不像newFixedThreadPool(1)的定长线程池可以修改线程数。
计划任务线程池¶
计划任务线程池能够执行延迟任务和周期任务。延迟任务¶
需要设定延时与时间单位
scheduleTp.schedule({ Log.d(TAG, "计划任务1 runnable") }, 300, TimeUnit.MILLISECONDS)
scheduleTp.schedule(Callable { Log.d(TAG, "计划任务2 callable") }, 400, TimeUnit.MILLISECONDS)
周期任务¶
主要涉及到2个方法scheduleAtFixedRate和scheduleWithFixedDelay。
假设任务时间小于周期时间，则按给定周期时间来进行。这两个方法表现一致。
假设任务执行时间大于周期时间，这两个方法有点不同
scheduleAtFixedRate执行完上一个任务后，用时超过了周期时间，会立刻执行下一个任务。scheduleWithFixedDelay在上一个任务执行完毕后，还会等待周期时间，再去执行下一个任务。
工作窃取线程池¶
Android SDK 大于等于24，有一种新的线程池，暂且称为“工作窃取线程池”，或者叫“灵活调度线程池”。
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.N) {
Executors.newWorkStealingPool()
}
线程的实际数量可能会动态增减。工作窃取线程池不保证按提交顺序来处理任务。
执行任务¶
执行任务的时候可以传入Runnable和Callable，前面用的都是Runnable。
用Callable的例子
无返回值任务的调用¶
无返回值任务用Callable和Runnable都行。
val tp: ExecutorService = Executors.newCachedThreadPool()
tp.submit { Log.d(TAG, "rustfisher: cached线程池submit runnable") }
tp.execute { Log.d(TAG, "rustfisher: cached线程池execute runnable") }
tp.submit(Callable { Log.d(TAG, "rustfisher: cached线程池submit callable") })
tp.shutdown() // 最后记得用完后停掉线程池
有返回值任务的调用¶
有返回值的任务需要Callable接口。
submit¶
调用submit方法时会返回一个Future对象。通过Future的get()方法可拿到返回值。这里需要注意get()是阻塞的，完成任务后，能拿到返回值。
val tp: ExecutorService = Executors.newCachedThreadPool()
val future = tp.submit(Callable {
return@Callable "callable的返回值"
})
Log.d(TAG, "future get之前 isDone: ${future.isDone}, isCancelled: ${future.isCancelled}")
val res = future.get()
Log.d(TAG, "future get之后 isDone: ${future.isDone}, isCancelled: ${future.isCancelled}")
Log.d(TAG, "future get: $res")
运行log
future get之前 isDone: false, isCancelled: false
future get之后 isDone: true, isCancelled: false
future get: callable的返回值
invokeAll¶
对于列表里的任务，可以使用invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)，返回一个Future的列表。
作为对比，给其中一个任务加上延时。
invokeAll示例
val tp: ExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(5)
val callList = arrayListOf<Callable<String>>(
Callable {
Log.d(TAG, "task1 ${Thread.currentThread()}")
return@Callable "rust"
},
Callable {
Log.d(TAG, "task2 ${Thread.currentThread()}")
Thread.sleep(1500) // 加上延时
return@Callable "fisher"
},
Callable {
Log.d(TAG, "task3 ${Thread.currentThread()}")
return@Callable "列表里面的任务"
},
)
Log.d(TAG, "invokeAll 准备提交任务")
val futureList = tp.invokeAll(callList)
Log.d(TAG, "invokeAll 已提交任务")
futureList.forEach { f ->
Log.d(TAG, "任务列表执行结果 ${f.get()}") // 这里会阻塞 别在ui线程里get
}
运行log，可以看到提交任务后，经过延时，拿到了运行结果。注意看invokeAll前后的时间。invokeAll会阻塞当前线程。使用的时候必须小心，不要在ui线程中调用。
2021-09-11 14:40:07.062 16914-16914/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: invokeAll 准备提交任务
2021-09-11 14:40:07.063 16914-19230/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: task1 Thread[pool-4-thread-1,5,main]
2021-09-11 14:40:07.063 16914-19231/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: task2 Thread[pool-4-thread-2,5,main]
2021-09-11 14:40:07.063 16914-19232/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: task3 Thread[pool-4-thread-3,5,main]
2021-09-11 14:40:08.563 16914-16914/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: invokeAll 已提交任务
2021-09-11 14:40:08.563 16914-16914/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: 任务列表执行结果 rust
2021-09-11 14:40:08.563 16914-16914/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: 任务列表执行结果 fisher
2021-09-11 14:40:08.563 16914-16914/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: 任务列表执行结果 列表里面的任务
invokeAny¶
invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)也是接收Callable集合。
然后返回最先执行结束的任务的值，其它未完成的任务将被正常取消掉不会有异常。
invokeAny示例
val tp: ExecutorService = Executors.newCachedThreadPool()
val callList = arrayListOf<Callable<String>>(
Callable {
Thread.sleep(1000) // 设计延时
return@Callable "rust"
},
Callable {
Thread.sleep(400)
return@Callable "fisher"
},
Callable {
Thread.sleep(2000)
return@Callable "列表里面的任务"
},
)
Log.d(TAG, "invokeAny 提交任务")
val res = tp.invokeAny(callList)
Log.d(TAG, "执行结果 $res")
2021-09-11 14:04:55.253 14066-14066/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: invokeAny 提交任务
2021-09-11 14:04:55.654 14066-14066/com.rustfisher.tutorial2020 D/rfDevTp: 执行结果 fisher
观察log可以看到，最后执行的是“fisher”这个任务。
停止线程池¶
使用完毕后，记得终止线程池
shutdown()在已提交的任务后面创建一个停止命令，并且不再接受新的任务。如果线程池已经停止了，调用这个方法将不生效。
shutdownNow()方法尝试停止所有执行中的任务，停下等待中的任务。并且返回等待执行的任务列表List<Runnable>。
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