摘要：線程池根據(jù)當(dāng)前在系統(tǒng)中運行的進程來優(yōu)化線程片。線程池可以用來解決處理一個特定請求最大線程數(shù)量限制問題。線程池中允許的線程最大數(shù)量，當(dāng)活動線程達(dá)到這個數(shù)值后，后續(xù)的新任務(wù)會被阻塞。

每個 Android 應(yīng)用進程在創(chuàng)建時，會同時創(chuàng)建一個線程，我們稱之為主線程，負(fù)責(zé)更新 UI 界面以及和處理用戶之間的交互，因此，在 Android 中，我們又稱之為 UI 線程。一個進程中 UI 線程只有一個，為了不造成界面卡頓、提高用戶體驗，我們勢必要將一些耗時操作交由子線程來執(zhí)行。

使用子線程的方式主要分兩種：

直接使用 Thread 和 Runnable 等創(chuàng)建子并使用線程

使用線程池創(chuàng)建并使用子線程

線程池是什么

線程池是指在初始化一個多線程應(yīng)用程序過程中創(chuàng)建一個線程集合，然后在需要執(zhí)行新的任務(wù)時重用這些線程而不是新創(chuàng)建一個線程。線程池中線程的數(shù)量通常完全取決于可用內(nèi)存數(shù)量和應(yīng)用程序的需求；每個線程都有被分配一個任務(wù)，一旦任務(wù)完成了，線程回到池子中并等待下一次分配任務(wù)。

一般情況下，推薦使用線程池來創(chuàng)建和使用子線程，不建議使用第一種方式。

上面說了，在 Android 開發(fā)過程中，建議使用線程池來創(chuàng)建和使用子線程，那么使用線程池的好處有哪些呢？

線程池改進了一個應(yīng)用程序的響應(yīng)時間。由于線程池中的線程已經(jīng)準(zhǔn)備好且等待被分配任務(wù)，應(yīng)用程序可以直接拿來使用而不用新建一個線程。

線程池節(jié)省了 CLR 為每個短生存周期任務(wù)創(chuàng)建一個完整的線程開銷并可以在任務(wù)完成后回收資源。

線程池根據(jù)當(dāng)前在系統(tǒng)中運行的進程來優(yōu)化線程片。

線程池允許我們開啟多個任務(wù)而不用為每個線程設(shè)置屬性。

線程池允許我們?yōu)檎趫?zhí)行的任務(wù)的程序參數(shù)傳遞一個包含狀態(tài)信息的對象引用。

線程池可以用來解決處理一個特定請求最大線程數(shù)量限制問題。

系統(tǒng)分配給每個應(yīng)用的線程棧是固定的，使用線程池可以有效地避免線程棧溢出引起的應(yīng)用崩潰。

Android 中線程池的真正實現(xiàn)是 ThreadPoolExecutor，其構(gòu)造方法有 5 個，通過一系列參數(shù)來配置線程池。下面介紹一個比較常用的構(gòu)造方法及其參數(shù)的含義。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue workQueue,
                          ThreadFactory threadFactory)

ThreadPoolExecutor 執(zhí)行任務(wù)時大致遵循如下規(guī)則：

如果線程池中的線程數(shù)量未達(dá)到核心線程的數(shù)量，那么會直接啟動一個核心線程來執(zhí)行任務(wù)。

如果線程池中的線程數(shù)量已經(jīng)達(dá)到或超過核心線程的數(shù)量，那么任務(wù)會被插入到任務(wù)隊列中等待執(zhí)行。

如果步驟 2 中無法將任務(wù)插入到任務(wù)隊列，則表示任務(wù)隊列已滿。此時，如果線程數(shù)量未達(dá)到 maximumPoolSize 值，則會立即啟動一個非核心線程來執(zhí)行任務(wù)。

如果步驟 3 中線程數(shù)量大于或等于 maximumPoolSize 值，則拒絕執(zhí)行次任務(wù)，此時 ThreadPoolExecutor 會調(diào)用 RejectedExecutionHandler 的 rejectedExecution 來通知調(diào)用者。

RejectedExecutionHandler 是線程池持有的一個對象，用于不能由 ThreadPoolExecutor 執(zhí)行的任務(wù)的處理

Android 中最常見線程池有四種，分別是：FixedThreadPool、CacheThreadPool、ScheduledThreadPool 以及 SingleThreadPool，它們都直接或間接的通過配置 ThreadPoolExecutor 來實現(xiàn)自己的功能特性。

線程數(shù)量固定的線程池，通過 Executors 的 newFixedThreadPool 方法創(chuàng)建。有兩個重載的創(chuàng)建方法：

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue());
}

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) {
    return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
                                  0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                  new LinkedBlockingQueue(),
                                  threadFactory);
}

除非線程池被關(guān)閉，否則線程不會被回收，即時線程處于空閑狀態(tài)。如果在所有線程都處于活動狀態(tài)時提交額外的任務(wù)，它們將在隊列中等待，直到有一個線程可用為止。由創(chuàng)建方法可知，F(xiàn)ixedThreadPool 只有核心線程并且這個核心線程沒有超時機制（keepAliveTime 參數(shù)為 0L），加上線程不會被回收，因此使用此類線程池可以快速地響應(yīng)外界的請求。

線程數(shù)量不定的線程池，通過 Executors 的 newCachedThreadPool 方法創(chuàng)建。有兩個重載的創(chuàng)建方法：

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(/* corePoolSize*/ 0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue());
}

public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
    return new ThreadPoolExecutor(/* corePoolSize*/ 0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue(),
                                  threadFactory);
}

CacheThreadPool 有以下個特征：

沒有核心線程（ corePoolSize 參數(shù)為 0 ），只有非核心線程且非核心線程的數(shù)量為 Integer.MAX_VALUE，這就相當(dāng)于非核心線程的數(shù)量可以無限大。

線程池的線程處于空閑狀態(tài)時，線程池會重用空閑的線程來處理新任務(wù)，否則創(chuàng)建新的線程來處理，新創(chuàng)建的線程會添加到線程池中。這將提高執(zhí)行許多短期異步任務(wù)的程序性能。

閑置時間超過 60 秒的空閑線程會被回收（keepAliveTime 參數(shù)為 60L ）。因此，閑置時間足夠長的 CacheThreadPool 也不會消耗任何系統(tǒng)資源。

核心線程數(shù)量固定，非核心線程數(shù)量不定的線程池，通過 Executors 的 newscheduledthreadpool 方法創(chuàng)建。有兩個重載的創(chuàng)建方法：

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(
        int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {
    return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize, threadFactory);
}

ScheduledThreadPool 相比較其他三種線程池，有特殊性，由 ScheduledThreadPoolExecutor 實現(xiàn)， newscheduledthreadpool 方法也是通過創(chuàng)建 ScheduledThreadPoolExecutor 的實例來完成線程池的創(chuàng)建，代碼如下：

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue());
}

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory) {    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE,
          DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS, MILLISECONDS,
          new DelayedWorkQueue(), threadFactory);
}

由 ScheduledThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)可知， ScheduledThreadPool 的核心線程數(shù)量是固定的，由傳入的 corePoolSize 參數(shù)決定，非核心線程數(shù)量可以無限大。非核心線程閑置回收的超時時間為 10秒（ DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS 的值為 10L ）。這類線程主要用于執(zhí)行定時任務(wù)或者具有周期性的重復(fù)任務(wù)。

只有一個核心線程，通過 Executors 的 newsinglethreadexecutor 方法創(chuàng)建。有兩個重載的創(chuàng)建方法：

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(/* corePoolSize*/ 1, /* maximumPoolSize*/ 1,
                                /* keepAliveTime*/ 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue()));
}

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
    return new FinalizableDelegatedExecutorService
        (new ThreadPoolExecutor(/* corePoolSize*/ 1, /* maximumPoolSize*/ 1,
                                /* keepAliveTime*/ 0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
                                new LinkedBlockingQueue(),
                                threadFactory));
}

SingleThreadPool 由 代理類 FinalizableDelegatedExecutorService 創(chuàng)建。該線程池只有一個線程（核心線程），并且該線程池的任務(wù)隊列是無上限的，這就確保了所有的任務(wù)都在同一個線程中順序執(zhí)行。

注意，如果由于在執(zhí)行期間出現(xiàn)故障而導(dǎo)致該線程終止，那么如果需要執(zhí)行后續(xù)任務(wù)，則新線程將取而代之。

上面分別對 Android 中常見的 4 種線程池進行了簡單的介紹，除了這 4 種系統(tǒng)提供的線程池外，我們在使用的過程中，也可以根據(jù)需要直接通過 ThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)來靈活的配置線程池。那么，上述的 4 種線程池，其區(qū)別在哪呢？了解其區(qū)別有助于我們?nèi)ミx擇更為合適的線程池或者直接通過 ThreadPoolExecutor 來配置更靈活的線程池。

FixedThreadPool 線程固定，且不會被回收，能夠更快的響應(yīng)外界請求。

CachedThreadPool 只有非核心線程，且線程數(shù)相當(dāng)于無限大，任何任務(wù)都會被立即執(zhí)行。比較適合執(zhí)行大量的耗時較少的任務(wù)。

ScheduledThreadPool 主要用于執(zhí)行定時任務(wù)或者具有周期性的重復(fù)任務(wù)。

SingleThreadPool 只有一個核心線程，確保所有任務(wù)都在同一線程中按順序完成。因此不需要處理線程同步的問題。

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