Android 常用的线程池讲解

刘大王
260 阅读8分钟

在安卓开发中，线程池是一种管理线程的机制，可以有效地管理线程的创建，执行和销毁，从而提高应用的性能和效率。Android 提供了几种不同类型的线程池，每种线程池都有自己的特点和适用场景。

  • FixedThreadPool（固定大小线程池）
    • 固定大小线程池适用于需要控制并发线程数量的场景，它会创建指定数量的线程来执行任务，当所有线程都在忙碌的时候，新任务会被放在等待队列中，等待执行。
    • 特点：
    • 固定大小线程池创建固定数量的线程，不会动态调整线程数量
    • 当线程池中所有线程都在执行任务时，新任务会被放入队列中等待执行
    • 适用于需要限制并发线程数量的场景，可以避免因线程过多导致资源浪费
    • 优点：
    • 固定大小线程池是可以控制并发线程数量， 避免因为线程过多而资源消耗太大
    • 由于线程数量固定，可以避免因为线程的频繁创建和销毁带来的性能开销
    • 缺点：
    • 当任务数量超过了线程池的最大容量，那么超出的任务会被放在等待队列中等待执行，可能会导致队列堆积
    • 注意***
    • 这个固定大小线程池核心线程数和最大线程数一样，意味着它里面全是核心线程，空闲线程存活时间为0毫秒这样空闲线程不会被销毁，任务队列采用的是LinkedBlockingQueue，需要注意这个队列有资源耗尽的风险，因为LinkedBlockingQueue的容量为Integer的最大值，而Integer的最大值是2的31次方，意味着任务数量高达21亿之多容易导致OOM。
    • 工作原理：创建一个固定大小的线程池，当有任务提交时，线程池会按照任务的顺序创建线程来执行任务
    • 适用场景：适用于并发任务数量可控场景，如限制同时下载文件的数量
    • 代码
  • CachedThreadPool（缓存线程池）
    • 缓存线程池适用于执行大量短期异步任务的场景，它会根据需要创建新线程，在可用线程存在时会重用它们
    • 特点
    • 缓存线程池根据需要动态创建线程，适用于执行大量短期异步任务的场景
    • 如果当前线程池中有可用线程，则重用；如果没有可用线程，则创建线程执行任务
    • 可以根据任务的数量自动调整线程池大小，提高资源利用率
    • 优点：
    • 根据需要动态创建线程，适用于执行大量短期异步任务的场景
    • 可以根据任务数量自动调整线程池大小，提高资源利用率
    • 缺点：
    • 如果任务数量过多，可能会导致创建过多的线程，消耗大量系统资源。
    • 需要注意：
    • 它里面是使用ThreadPoolExecutor来创建线程池，核心线程数量为0，意味着可缓存的线程池里面全都是非核心线程，非核心线程空闲时是会被销毁的，最大线程数是Integer的最大值，容易过大导致oom，空闲线程存活时间为60秒，任务队列使用的SynchronousQueue同步队列。
    • 工作原理：
    • 如果当前线程池中有可用线程，则重用；如果没有就创建新的线程来执行任务
    • 适用场景：
    • 适用于执行大量短期异步任务如网络请求，数据处理等
    • 代码
  • SingleThreadPool（单线程线程池）
    • 单线程线程池适用于需要顺序执行的场景，它会创建单个工作线程来顺序执行所有任务
    • 特点：
    • 单线程线程池保证任务按顺序执行，不会并发执行
    • 当前任务执行完毕后，才会执行下一个任务，适用于需要顺序执行任务的场景
    • 由于只有一个线程，可以避免多线程并发带来的同步问题，简化了编程模型
    • 优点：
    • 保证任务按照顺序执行，适用于需要顺序执行任务的场景
    • 缺点：
    • 单线程执行，可能会影响整体执行的效率
    • 工作原理：
    • 创建一个单线程来顺序执行所有任务
    • 需要注意：
    • 它内部也采用的是ThreadPoolExecutor来创建线程池，并且核心线程和最大线程数都是为1，空闲线程存活时间为0毫秒也是不会被销毁，任务队列使用的也是LinkedBlockingQueue。
    • 适用场景：
    • 适用于需要保证任务按顺序执行场景，如数据库操作的顺序执行
    • 代码
  • ScheduledThreadPool（定时任务线程池）
    • 定时任务线程池适用于需要定时执行任务的场景，它可以按照指定的时间间隔执行任务
    • 特点：
    • 定时任线程池可以按照指定的时间间隔执行任务，适用于需要定时执行任务的场景
    • 可以延迟执行任务或者按照固定时间间隔执行任务
    • 更加高效地执行定时任务，避免了频繁创建销毁线程的开销
    • 优点：
    • 可以定时执行任务，适用于需要定时执行任务的场景
    • 缺点：
    • 如果任务执行时间过长，可能会影响后续任务的执行
    • 工作原理：
    • 创建一个固定大小的线程池，可以按照指定的时间间隔执行任务
    • 适用场景：
    • 适用于需要定时执行任务的场景，例如定时检查更新，定时清理缓存等
    • 代码

推荐使用ThreadPoolExecutor方式管理线程池，这样的处理方式更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险，

提交任务的方式：

d3ef3f701f301c5bac39918e2f219e3.png 1、execute： 该方法位于Executor接口中，作用是向线程池提交runnable任务，runnable是无返回值的，所以这个方法只适合提交无返回值的任务。

2、submit： 该方法位于ExecutorService接口中，一共有三个submit方法，返回值类型都是Future，都带有泛型，任务执行结果在Future对象里面，Future是一个接口里面方法分别是cancel(boolean)是否取消任务，true取消，false不取消。get()获取任务执行结果。get(timeout, TimeUnit)在指定时间内获取任务执行结果，若超时则抛出异常。isCancelled()任务是否取消。isDone()任务是否完成。 Future对象可以观察到任务是否执行完毕。 get()方法是会阻塞线程的，获取结果也可以使用带有计时参数的get(timeout, TimeUnit)方法第一个入参是等待的最长时间，第二个方法是时间单位 ，意思是定时三秒钟，如果三秒过后没有结果就会继续执行下一个，如果执行出结果了就带着结果执行下一个。但是一般用无参get方法更多hhh。 cancel()方法取消任务，入参为true是尝试终断正在执行中的任务。 取消未执行的任务会引发CancellationException异常。 已完成的任务无法取消。 取消正在执行的任务如果入参传入的是false会提示返回任务取消成功但是会引发取消异常，并且任务继续执行没有停止。传入的true会取消成功，引发程序取消异常，但是需要响应中断线程指令或者等待线程继续执行完毕。

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任务拒绝策略：

07a55adfc229f0a012dd59438ae342c.png 1、DiscardPolicy：什么也不做直接丢弃任务 2、CallerRunsPolicy：使用调用者线程直接执行被拒绝的任务 3、AbortPolicy：默认的拒绝策略，抛出RejectedExecutionException异常 4、DiscardOldestPolicy：丢弃处于任务队列头部任务，添加被拒绝的任务

线程池关闭： 1、shutdown：调用shutdown方法线程池不再接收新任务，会继续执行完任务队列中的任务 2、shutdownNow：关闭线程池，不再接受新的任务，尝试停止正在执行的任务，返回任务队列中的任务，shutdownNow一般都使用在需要立即关闭线程池的时候

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线程池状态及生命周期：

af10c3a31d674b65bb5f767812dd388.png 1、RUNNING：可以接收新任务，并且也能处理任务队列中的任务 2、SHUTDOWN：不接受新提交得任务，但可以处理完已经在任务队列中的任务，执行完成后状态变为TIDYING 3、STOP：不接受新任务，也不处理任务队列中的任务，还会中断正在处理任务的线程 4、TIDYING：所有任务已经终止，线程池数量为0 5、TERMINATED：线程池彻底关闭

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线程池的执行流程：

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批量执行任务：

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如何执行定时延时任务：

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如何执行周期，重复性任务：

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什么是ForkJoin框架

image.png ForkJoin就是iba一个大任务分割分成若干个小任务，在对每个小任务得到的结果进行汇总，得到大任务结果的框架。

CompletionService： 返回结果采用执行优先原则，先执行完先返回，可以指定返回结果类型

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