Android线程池的简单使用

参考链接
https://blog.csdn.net/u012702547/article/details/52259529
https://blog.csdn.net/wolf909867753/article/details/77500625

普通线程的劣势

通常，在Android中使用线程的话，基本使用new Thread来创建线程
例如

new Thread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  //耗时操作 }  }).start();

但是在Java中，创建线程是消耗资源的，频繁的创建和销毁线程是相当消耗资源的，为此，引入了线程池的概念。

线程池的优势

使用线程池可以指定并发线程数，可以控制线程延时启动，可以设定线程阻塞超时（超时后从等待队列移除）等等，可以更好的控制线程，而不像new Thread一样，无法管控
一般情况下，任务的执行，主要时间消耗在如下几个部分
1.线程创建时间T1 2.任务等待线程执行时间T2 3.线程执行任务时间T3 4.线程销毁时间T4
通常，任务执行的时间取决于CPU的性能，所以T3相对可优化性不高，那么就智能优化T1 T2 T4了
我们可以通过合理创建线程数，减少不必要线程的创建销毁以减少T1 T4，合理维持线程空转（时刻等待任务，减少任务等待时间），以便有任务立刻执行，减小T2。后面我们会在实例中看到各种运用。

线程池的主要组成

线程池主要有以下四个部分,以下摘自本文

1.线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括创建线程池，销毁线程池，添加新任务；
2.工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
3.任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
4.任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

Android中常见的线程池

ThreadPoolExecutor
构造方法
ThreadPoolExecutor构造方法有多个，只介绍参数较多的这个构造方法：

    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {...}

int corePoolSize：核心线程数，始终运行在线程池中的线程数，及时这些线程是空闲状态也不会销毁，除非指定了allowCoreThreadTimeOut参数

corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set

int maximumPoolSize：

maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the pool

线程池最大线程数
long keepAliveTime：

keepAliveTime when the number of threads is greater than the core, this is the maximum time that excess idle threads

非核心线程空闲的超时时间，如果非核心线程任务执行完毕，空闲状态超过keepAliveTime，则会被GC。如果allowCoreThreadTimeOut被指定，该参数也指核心线程超时时间
TimeUnit unit：

unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument

keepAliveTime的单位，指以下几种
NANOSECONDS
MICROSECONDS
MILLISECONDS
SECONDS
MINUTES
HOURS
DAYS

BlockingQueue workQueue：

workQueue the queue to use for holding tasks before they are executed.
This queue will hold only the {@code Runnable} tasks submitted by the
{@code execute} method.

工作队列，当线程数达到maximumPoolSize时，新创建的线程会被放到workQueue中等待其他线程执行完毕
corePoolSize maximumPoolSize workQueue三者数量关系：
corePoolSize为核心线程数
maximumPoolSize为核心线程+非核心线程数
workQueue为线程等待数
任务执行的优先级是这样的：如果有空闲的核心线程，交给核心线程，否则放到workQueue中，如果workQueue已满，则看看非核心线程是否满了，未满，放入非核心线程，否则抛出异常。
也就是：当创建的线程数>(maximumPoolSize+workQueue),则线程数量超出上限，抛出异常

ThreadFactory threadFactory：

threadFactory the factory to use when the executor creates a new
thread

用来创建线程的ThreadFactory类型。ThreadFactory是一个接口，通常需要指定实现类。常见实现类有以下两个
Executors.DefaultThreadFactory
Executors.PrivilegedThreadFactory
通常只要使用默认的ThreadFactory即可，除非自定义线程池才会使用到自定义ThreadFactory。自定义ThreadFactory需要指定线程优先级，name，守护状态，ThreadGroup等参数。

RejectedExecutionHandler handler：

handler the handler to use when execution is blocked because the
thread bounds and queue capacities are reached

当线程池中的线程数量已经达到最大数，会拒绝接受task，抛出异常。

特性
参数较多，基本可以定义自己想要的线程池，下面介绍的几种线程池大多数都可以通过指定ThreadPoolExecutor的参数来实现相同的效果
例子

    public static void main(String [] args){ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, 5,  1, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<Runnable>(10));for (int i = 0; i < 15; i++) {  final int INDEX = i;  Runnable runnable = new Runnable() {public void run() {  try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("CHJ"+"run: " + INDEX);}  };  poolExecutor.execute(runnable);  }  }

创建线程池，核心线程3 非核心线程2（5-3），线程队列10（最大任务数15）

大家可能对LinkedBlockingDeque比较陌生，这其实是BlockingQueue的具体实现类。
BlockingQueue常见实现类：

ArrayBlockingQueue	实现基于数组，需指定大小，线程遵循FIFO（先入先出）
LinkedBlockingQueue	实现基于链表，可以不指定大小，此时队列大小为Integer.MAX_VALUE（也可指定大小），线程遵循FIFO（先入先出）
PriorityBlockingQueue	实现基于priority heap，无大小限制（逻辑上），添加线程操作可能由于OutOfMemoryError而失败，排序方式依赖Comparable（意味着队列中的任务是实现了Comparable的）
SynchronousQueue	异步队列，可以提高程序性能，但如果需要保持同步，不要使用

FixedThreadPool
构造方法

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

可以看到，newFixedThreadPool指定了线程数，同时他只有核心线程。

线程的超时时间为0，说明核心线程即使在没有任务可执行的时候也不会被销毁（这样可让FixedThreadPool更快速的响应请求），最后的线程队列是一个LinkedBlockingQueue，但是LinkedBlockingQueue却没有参数，这说明线程队列的大小为Integer.MAX_VALUE（2的31次方减1），OK，看完参数，我们大概也就知道了FixedThreadPool的工作特点了，当所有的核心线程都在执行任务的时候，新的任务只能进入线程队列中进行等待，直到有线程被空闲出来。

特性
只有核心线程，且数目在初始化时就确定，workQueue不限大小。
例子

        ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 15; i++) {  final int INDEX = i;  Runnable runnable = new Runnable() {public void run() {  try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("CHJ"+"run: " + INDEX);}  };   fixedThreadPool.execute(runnable);}

上述例子创建了一个创建了一个拥有3个核心线程，workQueue大小为Integer最大值的线程池，for循环创建了15个任务，线程池执行时先将3个task放入核心线程，其余放到workQueue，之后核心线程执行完毕后，从队列取出task继续执行。

SingleThreadExecutor
构造方法

    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {return new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1, 1,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));}

可以看到，和FixedThreadPool极为类似，只不过SingleThreadExecutor只有一个核心线程
特性
只有一个核心线程
例子

public static void main(String [] args) throws InterruptedException{ExecutorService singleThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();for (int i = 0; i < 15; i++) {  final int INDEX = i;  Runnable runnable = new Runnable() {public void run() {  try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("CHJ"+"run: " + INDEX);}  };     singleThreadPool.execute(runnable);}    }

上述例子创建了一个创建了一个拥有1个核心线程，workQueue大小为Integer最大值的线程池，for循环创建了15个任务，线程池执行时先将1个task放入核心线程，其余放到workQueue，之后核心线程执行完毕后，从队列取出task继续执行，每次只能执行一个任务。

CachedThreadPool
构造方法

    public static ExecutorService newCachedThreadPool() {return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());}

可以看到，CachedThreadPool没有核心线程，有Integer.MAX_VALUE个非核心线程，非核心线程60s超时，同时workQueue是SynchronousQueue，也就是支持任务异步
特性
没有核心线程，非核心线程数为Integer.MAX_VALUE，支持task异步
例子

public static void main(String [] args) throws InterruptedException{ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < 15; i++) {  final int INDEX = i;  Runnable runnable = new Runnable() {public void run() {  try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("CHJ"+"run: " + INDEX);}  };    }  cachedThreadPool.execute(runnable);}

上述例子创建了一个创建了一个拥有0个核心线程，非核心线程为Integer.MAX_VALUE，workQueue支持异步的线程池，for循环创建了15个任务，线程池执行时先将15个task放入workQueue，从队列取出task，使用非核心线程执行任务。

ScheduledThreadPool
构造方法

    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);}public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());}

可以看出，核心线程数可以指定，非核心线程数为Integer.MAX_VALUE，workQueue类型为DelayedWorkQueue
特性
可以指定任务完成后的等待时间
例子

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(2);Runnable runnable = null;runnable = new Runnable() {public void run() {System.out.println("Task start"+ format(System.currentTimeMillis()));try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("CHJ " + "run: " + " " + format(System.currentTimeMillis()) + "thread id"+ Thread.currentThread().getName());System.out.println("Task end" + format(System.currentTimeMillis()));}};System.out.println("Task start all"+ format(System.currentTimeMillis()));// scheduledThreadPool.schedule(runnable, 1, TimeUnit.SECONDS);// scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(runnable, 1, 4,// TimeUnit.SECONDS);scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(runnable, 1, 3,TimeUnit.SECONDS);}static String format(long time) {SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("HH时mm分ss秒");Date date = new Date(time);return formatter.format(date);}

    scheduledThreadPool.schedule(runnable, 1, TimeUnit.SECONDS);延时1s启动线程scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(runnable, 1, 4,TimeUnit.SECONDS);延时1s后启动线程，之后不管任务何时完成，从启动线程开始，每隔四秒尝试重新执行任务（如果任务没有执行完成，向后顺延直到任务完成）scheduledThreadPool.scheduleWithFixedDelay(runnable, 1, 3,TimeUnit.SECONDS);延时1s后启动线程，之后，任务完成后等待三秒，执行下一次任务

总结

FixedThreadPool	核心线程大小固定，线程等待队列大小为整型max，没有非核心线程
SingleThreadExecutor	与FixedThreadPool极为类似，只有一个核心线程
CachedThreadPool	没有核心线程，非核心线程数Integer.MAX_VALUE，支持task异步，线程空闲60s后自动回收
ScheduledThreadPool	可以指定任务执行频率，推迟时间等等，任务调度十分方便