Android中的线程池

线程池有以下三个优点：

（1）重用线程池中的线程，避免因为线程的创建和销毁所带来的性能开销。
（2）能有效控制线程的最大并发数，避免大量的线程之间的相互抢占资源而导致的阻塞现象。
（3）能够对线程进行简单的管理，并提供定时执行以及指定间隔循环执行等功能。

Android中的线程池的概念来源于Java中的Executor。Executor是个接口，真正的线程池实现为ThreadPoolExecutor。

ThreadPoolExecutor比较常用的构造：

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

corePoolSize

核心线程数。默认情况下，核心线程会在线程中一直存活，即使他们处于闲置状态。如果将ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true，那么闲置的核心线程在等待新任务到来时会有超时策略，这个时间间隔由keepAliveTime所指定，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程就回被终止。

maximumPoolSize

线程池所能容纳的最大线程数，当活动线程数达到这个数值后，后续的新任务将会被阻塞。

keepAliveTime

非核心线程闲置时的超时时长。超过这个时长，非核心线程就会被回收。当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置为true时，keepAliveTime同样会作用于核心线程。

unit

用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS(秒)以及TimeOut.MINUTES(分钟)等。

workQueue

线程池中的任务队列，通过线程池的恩行execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。

threadFactory

线程工厂，为线程池提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，它只有一个方法：Thread newThread(Runnable r).

ThreadPoolExecutor执行任务时大致遵循如下规则：

（1）如果线程池中的线程数量未达到核心线程的数量，那么会直接启动一个核心线程来执行任务。
（2）如果线程池中的线程数量已经达到或者超过核心线程数量，那么任务会被插入到任务队列中排队等待执行。
（3）如果在步骤（2）中无法将任务插入到任务队列中，这往往是由于任务队列已满，这个时候如果线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务。
（4）如果步骤（3）中的线程数量以及达到线程池规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者。

ThreadPoolExecutor的参数配置在AsnycTask中有明显的提现：

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
    private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";

    private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    private static final int CORE_POOL_SIZE = CPU_COUNT + 1;
    private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
    private static final int KEEP_ALIVE = 1;

    private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

        public Thread newThread(Runnable r) {
            return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
        }
    };

    private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

    /**
     * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
     */
    public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR
            = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE,
            TimeUnit.SECONDS, sPoolWorkQueue, sThreadFactory);

从上面的代码可以看出，AsyncTask对THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程池进行了如下规格配置：

  • 核心线程数等于CPU核心数+1；
  • 线程池的最大线程数为cpu核心数的2倍+1；
  • 核心线程无超时机制，非核心线程在闲置时的超时时间为1秒；
  • 任务队列的容量为128.

线程池的分类

1.FixedThreadPool

通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲时，它们不会被回收，除非线程池被关闭了。当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态，直到有线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更快的响应外界的请求。newFixedThreadPool方法的实现如下：

public class Executors {

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

    ...
}

2.CachedThreadPool

通过Executors的newCachedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量不固定的线程池，它只有非核心线程，并且最大线程数为Integer.MAX_VALUE。当线程池中的线程都处于活动状态时，线程池会创建新的线程来处理新任务，否则就会利用空闲的线程来处理新任务。线程池中的空闲线程都有超时机制，超时时长是60秒。和FixedThreadPool不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相当于一个空集合，这将导致任何任务都会立即执行，因为在这种场景下SynchronousQueue是无法插入任务的。CachedThreadPool线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池处于闲置状态时，线程池中的线程都会超时而被停止，这个时候CachedThreadPool之中实际上是没有任何线程的，它几乎不占用系统资源。
newCachedThreadPool方法实现如下：

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

3.ScheduledThreadPool

通过Executors的newScheduledThreadPool方法来创建。它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数时没有限制的，并且当非核心线程闲置时会被立即回收。这类线程池主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务，实现如下：

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

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, TimeUnit.NANOSECONDS,
         new DelayedWorkQueue());
}

4.SingleThreadExecutor

通过Executors的newSingleThreadExecutor方法来创建。这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。使得所有任务间不需要处理线程同步的问题。实现如下：

public static ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor() {
        return new DelegatedScheduledExecutorService
            (new ScheduledThreadPoolExecutor(1));
}