[转]new Thread的弊端及Java四种线程池的使用

介绍new Thread的弊端及Java四种线程池的使用，对Android同样适用。本文是基础篇，后面会分享下线程池一些高级功能。

1、new Thread的弊端

执行一个异步任务你还只是如下new Thread吗？

new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stub}
}).start();

那你就out太多了，new Thread的弊端如下：

a. 每次new Thread新建对象性能差。
b. 线程缺乏统一管理，可能无限制新建线程，相互之间竞争，及可能占用过多系统资源导致死机或oom。
c. 缺乏更多功能，如定时执行、定期执行、线程中断。
相比new Thread，Java提供的四种线程池的好处在于：
a. 重用存在的线程，减少对象创建、消亡的开销，性能佳。
b. 可有效控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。
c. 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

2、Java 线程池

Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

(1). newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。示例代码如下：

ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;try {Thread.sleep(index * 1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}cachedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(index);}});
}

线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。

(2). newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。示例代码如下：

ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;fixedThreadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {System.out.println(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});
}

因为线程池大小为3，每个任务输出index后sleep 2秒，所以每两秒打印3个数字。

定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可参考PreloadDataCache。

(3) newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。延迟执行示例代码如下：

ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("delay 3 seconds");}
}, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟3秒执行。

定期执行示例代码如下：

scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("delay 1 seconds, and excute every 3 seconds");}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);

表示延迟1秒后每3秒执行一次。

ScheduledExecutorService比Timer更安全，功能更强大，后面会有一篇单独进行对比。

(4)、newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。示例代码如下：

ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {final int index = i;singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {System.out.println(index);Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}});
}

结果依次输出，相当于顺序执行各个任务。

现行大多数GUI程序都是单线程的。Android中单线程可用于数据库操作，文件操作，应用批量安装，应用批量删除等不适合并发但可能IO阻塞性及影响UI线程响应的操作。

3. 实例演示Android异步加载图片

给大家演示异步加载图片的分析过程。让大家了解异步加载图片的好处，以及如何更新UI。
首先给出main.xml布局文件：
简单来说就是 LinearLayout 布局，其下放了2个TextView和5个ImageView。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:orientation="vertical"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"><TextViewandroid:text="图片区域开始"android:id="@+id/textView2"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content" /><ImageViewandroid:id="@+id/imageView1"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/icon"android:layout_width="wrap_content" /><ImageViewandroid:id="@+id/imageView2"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/icon"android:layout_width="wrap_content" /><ImageViewandroid:id="@+id/imageView3"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/icon"android:layout_width="wrap_content" /><ImageViewandroid:id="@+id/imageView4"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/icon"android:layout_width="wrap_content" /><ImageViewandroid:id="@+id/imageView5"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/icon"android:layout_width="wrap_content" /><TextViewandroid:text="图片区域结束"android:id="@+id/textView1"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content" />
</LinearLayout>

我们将演示的过程是异步从服务器上下载5张不同图片，依次放入这5个ImageView。上下2个TextView 是为了方便我们看是否阻塞了UI的显示。
当然 AndroidManifest.xml 文件中要配置好网络访问权限。

 <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

1)Handler+Runnable模式
我们先看一个并不是异步线程加载的例子，而是使用 Handler+Runnable模式。
注意这里不是新开的线程，这里的代码其实是在UI主线程中下载图片的。
我们运行下面代码时，会发现它其实是阻塞了整个界面的显示，需要所有图片都加载完成后，才能显示界面。

package com.szy.textviewimagedemo;import java.io.IOException;
import java.net.URL;import android.app.Activity;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;
import android.widget.ImageView;/***@author coolszy*@date 2012-2-13*@blog http://blog.92coding.com**/
public class MainActivity extends Activity
{@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);loadImage("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);loadImage("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);loadImage("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);loadImage("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id.imageView4);loadImage("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id.imageView5);}private Handler handler = new Handler();private void loadImage(final String url, final int id){handler.post(new Runnable(){public void run(){Drawable drawable = null;try{drawable = Drawable.createFromStream(new URL(url).openStream(), "image.gif");} catch (IOException e){Log.i("MainActivity", e.getMessage());}if (drawable == null){Log.i("MainActivity", "null drawable");} else{Log.i("MainActivity", "not null drawable");}// 为了测试缓存而模拟的网络延时SystemClock.sleep(2000);((ImageView) MainActivity.this.findViewById(id)).setImageDrawable(drawable);}});}
}

2)Handler+Thread+Message模式
这种模式使用了线程，所以可以看到异步加载的效果。
核心代码：

package com.szy.textviewimagedemo;import java.io.IOException;
import java.net.URL;import android.app.Activity;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;
import android.widget.ImageView;/***@author coolszy*@date 2012-2-13*@blog http://blog.92coding.com**/
public class MainActivity extends Activity
{@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);Log.i("MainActivity", "MainThread ID:"+Thread.currentThread().getId());loadImage("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);loadImage("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);loadImage("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);loadImage("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id.imageView4);loadImage("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id.imageView5);}final Handler handler = new Handler(){@Overridepublic void handleMessage(Message msg){Log.i("MainActivity", "UpdateUIThread ID:"+Thread.currentThread().getId());((ImageView) MainActivity.this.findViewById(msg.arg1)).setImageDrawable((Drawable) msg.obj);}};// 采用handler+Thread模式实现多线程异步加载private void loadImage(final String url, final int id){Thread thread = new Thread(){@Overridepublic void run(){Drawable drawable = null;try{Log.i("MainActivity", "Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());drawable = Drawable.createFromStream(new URL(url).openStream(), "image.png");} catch (IOException e){Log.i("MainActivity", e.getMessage());}// 模拟网络延时SystemClock.sleep(2000);Message message = handler.obtainMessage();message.arg1 = id;message.obj = drawable;handler.sendMessage(message);}};thread.start();thread = null;}
}

这时候我们可以看到实现了异步加载，界面打开时，五个ImageView都是没有图的，然后在各自线程下载完后才把图自动更新上去。

3)Handler+ExecutorService(线程池)+MessageQueue模式
能开线程的个数毕竟是有限的，我们总不能开很多线程，对于手机更是如此。
这个例子是使用线程池。Android拥有与Java相同的ExecutorService实现，我们就使用它。
线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多(未死亡)的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取一个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。
下面的演示例子是创建一个可重用固定线程数的线程池。
核心代码

package com.szy.textviewimagedemo;import java.net.URL;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import android.app.Activity;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;
import android.widget.ImageView;/***@author coolszy*@date 2012-2-13*@blog http://blog.92coding.com**/
public class MainActivity extends Activity
{@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);Log.i("MainActivity", "MainThread ID:"+Thread.currentThread().getId());loadImage("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);loadImage("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);loadImage("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);loadImage("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id.imageView4);loadImage("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id.imageView5);}private Handler handler = new Handler();private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);// 引入线程池来管理多线程private void loadImage(final String url, final int id){executorService.submit(new Runnable(){public void run(){try{Log.i("MainActivity", "Thread ID:"+Thread.currentThread().getId());final Drawable drawable = Drawable.createFromStream(new URL(url).openStream(), "image.png");// 模拟网络延时SystemClock.sleep(2000);handler.post(new Runnable(){public void run(){Log.i("MainActivity", "UpdateUIThread ID:"+Thread.currentThread().getId());((ImageView) MainActivity.this.findViewById(id)).setImageDrawable(drawable);}});} catch (Exception e){throw new RuntimeException(e);}}});}
}

这里我们象第一步一样使用了
handler.post(new Runnable() { }) 更新前段显示当然是在UI主线程，我们还有 executorService.submit(new Runnable() { }) 来确保下载是在线程池的线程中。

4)Handler+ExecutorService(线程池)+MessageQueue+缓存模式
下面比起前一个做了几个改造:
把整个代码封装在一个类中，同时为了避免出现同时多次下载同一幅图的问题,使用了本地缓存封装的类:

package com.szy.textviewimagedemo;import java.lang.ref.SoftReference;
import java.net.URL;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Handler;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;/***@author coolszy*@date 2012-2-13*@blog http://blog.92coding.com*/public class AsyncImageLoader
{// 为了加快速度，在内存中开启缓存（主要应用于重复图片较多时，或者同一个图片要多次被访问，比如在ListView时来回滚动）public Map<String, SoftReference<Drawable>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Drawable>>();private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定五个线程来执行任务private final Handler handler = new Handler();/**** @param imageUrl*            图像url地址* @param callback*            回调接口* @return 返回内存中缓存的图像，第一次加载返回null*/public Drawable loadDrawable(final String imageUrl, final ImageCallback callback){// 如果缓存过就从缓存中取出数据if (imageCache.containsKey(imageUrl)){SoftReference<Drawable> softReference = imageCache.get(imageUrl);if (softReference.get() != null){Log.i("MainActivity", "图片存在缓存中.");return softReference.get();}}// 缓存中没有图像，则从网络上取出数据，并将取出的数据缓存到内存中executorService.submit(new Runnable(){public void run(){try{Log.i("MainActivity", "下载图片...");final Drawable drawable = loadImageFromUrl(imageUrl);imageCache.put(imageUrl, new SoftReference<Drawable>(drawable));handler.post(new Runnable(){public void run(){callback.imageLoaded(drawable);}});} catch (Exception e){throw new RuntimeException(e);}}});return null;}// 从网络上取数据方法protected Drawable loadImageFromUrl(String imageUrl){try{// 测试时，模拟网络延时，实际时这行代码不能有SystemClock.sleep(2000);return Drawable.createFromStream(new URL(imageUrl).openStream(), "image.png");} catch (Exception e){throw new RuntimeException(e);}}// 对外界开放的回调接口public interface ImageCallback{// 注意 此方法是用来设置目标对象的图像资源public void imageLoaded(Drawable imageDrawable);}
}

说明：
final参数是指当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。
这里使用SoftReference 是为了解决内存不足的错误（OutOfMemoryError）的。

前端调用:

package com.szy.textviewimagedemo;import android.app.Activity;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Bundle;
import android.widget.ImageView;/***@author coolszy*@date 2012-2-13*@blog http://blog.92coding.com**/
public class MainActivity extends Activity
{@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);loadImage("http://www.baidu.com/img/baidu_logo.gif", R.id.imageView1);loadImage("http://www.chinatelecom.com.cn/images/logo_new.gif", R.id.imageView2);loadImage("http://cache.soso.com/30d/img/web/logo.gif", R.id.imageView3);loadImage("http://csdnimg.cn/www/images/csdnindex_logo.gif", R.id.imageView4);loadImage("http://images.cnblogs.com/logo_small.gif", R.id.imageView5);}private AsyncImageLoader asyncImageLoader = new AsyncImageLoader();// 引入线程池，并引入内存缓存功能,并对外部调用封装了接口，简化调用过程private void loadImage(final String url, final int id){// 如果缓存过就会从缓存中取出图像，ImageCallback接口中方法也不会被执行Drawable cacheImage = asyncImageLoader.loadDrawable(url, new AsyncImageLoader.ImageCallback(){// 请参见实现：如果第一次加载url时下面方法会执行public void imageLoaded(Drawable imageDrawable){((ImageView) findViewById(id)).setImageDrawable(imageDrawable);}});if (cacheImage != null){((ImageView) findViewById(id)).setImageDrawable(cacheImage);}}
}

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作者：BrillantZhao
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/zhi137_zhi148_qwer/article/details/52605049
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