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android线程机制

发布时间: 2024-08-28 13:42:20

❶ Android进程和线程的区别

Android进程和线程的区别

下面我先介绍下Android进程和线程各是什么,然后再一一比较区别下

  1. Android进程基本知识:

    当一个程序第一次启动的时候,Android会启动一个LINUX进程和一个主线程。默认的情况下,所有该程序的组件都将在该进程和线程中运行。 同时,Android会为每个应用程序分配一个单独的LINUX用户。Android会尽量保留一个正在运行进程,只在内存资源出现不足时,Android会尝试停止一些进程从而释放足够的资源给其他新的进程使用, 也能保证用户正在访问的当前进程有足够的资源去及时地响应用户的事件。

    我们可以将一些组件运行在其他进程中,并且可以为任意的进程添加线程。组件运行在哪个进程中是在manifest文件里设置的,其中<Activity>,<Service>,<receiver>和<provider>都有一个process属性来指定该组件运行在哪个进程之中。我们可以设置这个属性,使得每个组件运行在它们自己的进程中,或是几个组件共同享用一个进程,或是不共同享用。<application>元素也有一个process属性,用来指定所有的组件的默认属性。


    Android中的所有组件都在指定的进程中的主线程中实例化的,对组件的系统调用也是由主线程发出的。每个实例不会建立新的线程。对系统调用进行响应的方法——例如负责执行用户动作的View.onKeyDown()和组件的生命周期函数——都是运行在这个主线程中的。这意味着当系统调用这个组件时,这个组件不能长时间的阻塞主线程。例如进行网络操作时或是更新UI时,如果运行时间较长,就不能直接在主线程中运行,因为这样会阻塞这个进程中其他的组件,我们可以将这样的组件分配到新建的线程中或是其他的线程中运行。

    Android会根据进程中运行的组件类别以及组件的状态来判断该进程的重要性,Android会首先停止那些不重要的进程。按照重要性从高到低一共有五个级别:


    1.1前台进程

    前台进程是用户当前正在使用的进程。只有一些前台进程可以在任何时候都存在。他们是最后一个被结束的,当内存低到根本连他们都不能运行的时候。一般来说, 在这种情况下,设备会进行内存调度,中止一些前台进程来保持对用户交互的响应。

    1.2可见进程

    可见进程不包含前台的组件但是会在屏幕上显示一个可见的进程是的重要程度很高,除非前台进程需要获取它的资源,不然不会被中止。

    1.3服务进程

    运行着一个通过startService() 方法启动的service,这个service不属于上面提到的2种更高重要性的。service所在的进程虽然对用户不是直接可见的,但是他们执行了用户非常关注的任务(比如播放mp3,从网络下载数据)。只要前台进程和可见进程有足够的内存,系统不会回收他们。


    1.4后台进程

    运行着一个对用户不可见的activity(调用过 onStop() 方法).这些进程对用户体验没有直接的影响,可以在服务进程、可见进程、前台进 程需要内存的时候回收。通常,系统中会有很多不可见进程在运行,他们被保存在LRU (least recently used) 列表中,以便内存不足的时候被第一时间回收。如果一个activity正 确的执行了它的生命周期,关闭这个进程对于用户体验没有太大的影响。


    1.5空进程

    未运行任何程序组件。运行这些进程的唯一原因是作为一个缓存,缩短下次程序需要重新使用的启动时间。系统经常中止这些进程,这样可以调节程序缓存和系统缓存的平衡。


  2. 单线程模型

    线程在代码是使用标准的java Thread对象来建立,那么在Android系统中提供了一系列方便的类来管理线程——Looper用来在一个线程中执行消息循环,Handler用来处理消息,HandlerThread创建带有消息循环的线程。具体可以看下面的详细介绍。

    当一个程序第一次启动时,Android会同时启动一个对应的主线程(Main Thread),主线程主要负责处理与UI相关的事件,如用户的按键事件,用户接触屏幕的事件以及屏幕绘图事件,并把相关的事件分发到对应的组件进行处理。所以主线程通常又被叫做UI线程。

    在开发Android应用时必须遵守单线程模型的原则: Android UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。


2.1 子线程更新UI Android的UI是单线程(Single-threaded)的。

为了避免拖住GUI,一些较费时的对象应该交给独立的线程去执行。如果幕后的线程来执行UI对象,Android就会发出错误讯息 。以后遇到这样的异常抛出时就要知道怎么回事了!

2.2 Message Queue

在单线程模型下,为了解决类似的问题,Android设计了一个Message Queue(消息队列), 线程间可以通过该Message Queue并结合Handler和Looper组件进行信息交换。下面将对它们进行分别介绍:


2..3 Message 消息

理解为线程间交流的信息,处理数据后台线程需要更新UI,则发送Message内含一些数据给UI线程。

2.4. Handler 处理者

是Message的主要处理者,负责Message的发送,Message内容的执行处理。后台线程就是通过传进来的Handler对象引用来sendMessage(Message)。而使用Handler,需要implement 该类的 handleMessage(Message) 方法,它是处理这些Message的操作内容,例如Update UI。通常需要子类化Handler来实现handleMessage方法。


2.5. Message Queue 消息队列

用来存放通过Handler发布的消息,按照先进先出执行。 每个message queue都会有一个对应的Handler。Handler会向message queue通过两种方法发送消息:sendMessage或post。这两种消息都会插在message queue队尾并按先进先出执行。但通过这两种方法发送的消息执行的方式略有不同:通过sendMessage发送的是一个message对象,会被Handler的handleMessage()函数处理;而通过post方法发送的是一个runnable对象,则会自己执行。

2.6 Looper Looper是每条线程里的Message Queue的管家。

Android没有Global的Message Queue,而Android会自动替主线程(UI线程)建立Message Queue,但在子线程里并没有建立Message Queue。所以调用Looper.getMainLooper()得到的主线程的Looper不为NULL,但调用Looper.myLooper()得到当前线程的Looper就有可能为NULL。


从以上几点,不难看出Android进程和线程的二者的区别所在。

❷ 每个Android 都应必须了解的多线程知识点~

进程是系统调度和资源分配的一个独立单位。

在Android中,一个应用程序就是一个独立的集成,应用运行在一个独立的环境中,可以避免其他应用程序/进程的干扰。当我们启动一个应用程序时,系统就会创建一个进程(该进程是从Zygote中fork出来的,有独立的ID),接着为这个进程创建一个主线程,然后就可以运行MainActivity了,应用程序的组件默认都是运行在其进程中。开发者可以通过设置应用的组件的运行进程,在清单文件中给组件设置:android:process = "进程名";可以达到让组件运行在不同进程中的目的。让组件运行在不同的进程中,既有好处,也有坏处。我们依次的说明下。

好处:每一个应用程序(也就是每一个进程)都会有一个内存预算,所有运行在这个进程中的程序使用的总内存不能超过这个值,让组件运行不同的进程中,可以让主进程可以拥有更多的空间资源。当我们的应用程序比较大,需要的内存资源比较多时(也就是用户会抱怨应用经常出现OutOfMemory时),可以考虑使用多进程。

坏处:每个进程都会有自己的虚拟机实例,因此让在进程间共享一些数据变得相对困难,需要采用进程间的通信来实现数据的共享。

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。

在Android中,线程会有那么几种状态:创建、就绪、运行、阻塞、结束。当应用程序有组件在运行时,UI线程是处于运行状态的。默认情况下,应用的所有组件的操作都是在UI线程里完成的,包括响应用户的操作(触摸,点击等),组件生命周期方法的调用,UI的更新等。因此如果UI线程处理阻塞状态时(在线程里做一些耗时的操作,如网络连接等),就会不能响应各种操作,如果阻塞时间达到5秒,就会让程序处于ANR(application not response)状态。

1.线程作用

减少程序在并发执行时所付出的时空开销,提高操作系统的并发性能。

2.线程分类

守护线程、非守护线程(用户线程)

2.1 守护线程

定义:守护用户线程的线程,即在程序运行时为其他线程提供一种通用服务
常见:如垃圾回收线程
设置方式:thread.setDaemon(true);//设置该线程为守护线程

2.2 非守护线程(用户线程)

主线程 & 子线程。

2.2.1 主线程(UI线程)

定义:Android系统在程序启动时会自动启动一条主线程
作用:处理四大组件与用户进行交互的事情(如UI、界面交互相关)
因为用户随时会与界面发生交互,因此主线程任何时候都必须保持很高的响应速度,所以主线程不允许进行耗时操作,否则会出现ANR。

2.2.2 子线程(工作线程)

定义:手动创建的线程
作用:耗时的操作(网络请求、I/O操作等)

2.3 守护线程与非守护线程的区别和联系

区别:虚拟机是否已退出,即
a. 当所有用户线程结束时,因为没有守护的必要,所以守护线程也会终止,虚拟机也同样退出
b. 反过来,只要任何用户线程还在运行,守护线程就不会终止,虚拟机就不会退出

3.线程优先级

3.1 表示

线程优先级分为10个级别,分别用Thread类常量表示。

3.2 设置

通过方法setPriority(int grade)进行优先级设置,默认线程优先级是5,即 Thread.NORM_PRIORITY。

4.线程状态

创建状态:当用 new 操作符创建一个线程的时候

就绪状态:调用 start 方法,处于就绪状态的线程并不一定马上就会执行 run 方法,还需要等待CPU的调度

运行状态:CPU 开始调度线程,并开始执行 run 方法

阻塞(挂起)状态:线程的执行过程中由于一些原因进入阻塞状态,比如:调用 sleep/wait 方法、尝试去得到一个锁等

结束(消亡)状态:run 方法执行完 或者 执行过程中遇到了一个异常

(1)start()和run()的区别

通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程,这时此线程是处于就绪状态,并没有运行。调用Thread类调用run()方法来完成其运行操作的,方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容,run()运行结束,此线程终止,然后CPU再调度其它线程。

(2)sleep()、wait()、yield()的区别

sleep()方法属于Thread类,wait()方法属于Object类。
调用sleep()方法,线程不会释放对象锁,只是暂停执行指定的时间,会自动恢复运行状态;调用wait()方法,线程会放弃对象锁,进入等待此对象的等待锁定池,不调用notify()方法,线程永远处于就绪(挂起)状态。

yield()直接由运行状态跳回就绪状态,表示退让线程,让出CPU,让CPU调度器重新调度。礼让可能成功,也可能不成功,也就是说,回到调度器和其他线程进行公平竞争。

1.Android线程的原则

(1)为什么不能再主线程中做耗时操作
防止ANR, 不能在UI主线程中做耗时的操作,因此我们可以把耗时的操作放在另一个工作线程中去做。操作完成后,再通知UI主线程做出相应的响应。这就需要掌握线程间通信的方式了。 在Android中提供了两种线程间的通信方式:一种是AsyncTask机制,另一种是Handler机制。

(2)为什么不能在非UI线程中更新UI 因为Android的UI线程是非线程安全的,应用更新UI,是调用invalidate()方法来实现界面的重绘,而invalidate()方法是非线程安全的,也就是说当我们在非UI线程来更新UI时,可能会有其他的线程或UI线程也在更新UI,这就会导致界面更新的不同步。因此我们不能在非UI主线程中做更新UI的操作。

2.Android实现多线程的几种方式

3.为何需要多线程

多线程的本质就是异步处理,直观一点说就是不要让用户感觉到“很卡”。

4.多线程机制的核心是啥

多线程核心机制是Handler

推荐Handler讲解视频: 面试总被问到Handler?带你从源码的角度解读Handler核心机制

根据上方提到的 多进程、多线程、Handler 问题,我整理了一套 Binder与Handler 机制解析的学习文档,提供给大家进行学习参考,有需要的可以 点击这里直接获取!!! 里面记录许多Android 相关学习知识点。

❸ Android中的线程状态 - AsyncTask详解

在操作系统中,线程是操作系统调度的最小单元,同时线程又是一种受限的系统资源,即线程不可能无限制地产生,并且 线程的创建和销毁都会有相应的开销。 当系统中存在大量的线程时,系统会通过会时间片轮转的方式调度每个线程,因此线程不可能做到绝对的并行。

如果在一个进程中频繁地创建和销毁线程,显然不是高效的做法。正确的做法是采用线程池,一个线程池中会缓存一定数量的线程,通过线程池就可以避免因为频繁创建和销毁线程所带来的系统开销。

AsyncTask是一个抽象类,它是由Android封装的一个轻量级异步类(轻量体现在使用方便、代码简洁),它可以在线程池中执行后台任务,然后把执行的进度和最终结果传递给主线程并在主线程中更新UI。

AsyncTask的内部封装了 两个线程池 (SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和 一个Handler (InternalHandler)。

其中 SerialExecutor线程池用于任务的排队,让需要执行的多个耗时任务,按顺序排列 THREAD_POOL_EXECUTOR线程池才真正地执行任务 InternalHandler用于从工作线程切换到主线程

1.AsyncTask的泛型参数

AsyncTask是一个抽象泛型类。

其中,三个泛型类型参数的含义如下:

Params: 开始异步任务执行时传入的参数类型;

Progress: 异步任务执行过程中,返回下载进度值的类型;

Result: 异步任务执行完成后,返回的结果类型;

如果AsyncTask确定不需要传递具体参数,那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

有了这三个参数类型之后,也就控制了这个AsyncTask子类各个阶段的返回类型,如果有不同业务,我们就需要再另写一个AsyncTask的子类进行处理。

2.AsyncTask的核心方法

onPreExecute()

这个方法会在 后台任务开始执行之间调用,在主线程执行。 用于进行一些界面上的初始化操作,比如显示一个进度条对话框等。

doInBackground(Params...)

这个方法中的所有代码都会 在子线程中运行,我们应该在这里去处理所有的耗时任务。

任务一旦完成就可以通过return语句来将任务的执行结果进行返回,如果AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void,就可以不返回任务执行结果。 注意,在这个方法中是不可以进行UI操作的,如果需要更新UI元素,比如说反馈当前任务的执行进度,可以调用publishProgress(Progress...)方法来完成。

onProgressUpdate(Progress...)

当在后台任务中调用了publishProgress(Progress...)方法后,这个方法就很快会被调用,方法中携带的参数就是在后台任务中传递过来的。 在这个方法中可以对UI进行操作,在主线程中进行,利用参数中的数值就可以对界面元素进行相应的更新。

onPostExecute(Result)

当doInBackground(Params...)执行完毕并通过return语句进行返回时,这个方法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此方法中, 可以利用返回的数据来进行一些UI操作,在主线程中进行,比如说提醒任务执行的结果,以及关闭掉进度条对话框等。

上面几个方法的调用顺序:

onPreExecute() --> doInBackground() --> publishProgress() --> onProgressUpdate() --> onPostExecute()

如果不需要执行更新进度则为onPreExecute() --> doInBackground() --> onPostExecute(),

除了上面四个方法,AsyncTask还提供了onCancelled()方法, 它同样在主线程中执行,当异步任务取消时,onCancelled()会被调用,这个时候onPostExecute()则不会被调用 ,但是要注意的是, AsyncTask中的cancel()方法并不是真正去取消任务,只是设置这个任务为取消状态,我们需要在doInBackground()判断终止任务。就好比想要终止一个线程,调用interrupt()方法,只是进行标记为中断,需要在线程内部进行标记判断然后中断线程。

3.AsyncTask的简单使用

这里我们模拟了一个下载任务,在doInBackground()方法中去执行具体的下载逻辑,在onProgressUpdate()方法中显示当前的下载进度,在onPostExecute()方法中来提示任务的执行结果。如果想要启动这个任务,只需要简单地调用以下代码即可:

4.使用AsyncTask的注意事项

①异步任务的实例必须在UI线程中创建,即AsyncTask对象必须在UI线程中创建。

②execute(Params... params)方法必须在UI线程中调用。

③不要手动调用onPreExecute(),doInBackground(Params... params),onProgressUpdate(Progress... values),onPostExecute(Result result)这几个方法。

④不能在doInBackground(Params... params)中更改UI组件的信息。

⑤一个任务实例只能执行一次,如果执行第二次将会抛出异常。

先从初始化一个AsyncTask时,调用的构造函数开始分析。

这段代码虽然看起来有点长,但实际上并没有任何具体的逻辑会得到执行,只是初始化了两个变量,mWorker和mFuture,并在初始化mFuture的时候将mWorker作为参数传入。mWorker是一个Callable对象,mFuture是一个FutureTask对象,这两个变量会暂时保存在内存中,稍后才会用到它们。 FutureTask实现了Runnable接口,关于这部分内容可以看这篇文章。

mWorker中的call()方法执行了耗时操作,即result = doInBackground(mParams);,然后把执行得到的结果通过postResult(result);,传递给内部的Handler跳转到主线程中。在这里这是实例化了两个变量,并没有开启执行任务。

那么mFuture对象是怎么加载到线程池中,进行执行的呢?

接着如果想要启动某一个任务,就需要调用该任务的execute()方法,因此现在我们来看一看execute()方法的源码,如下所示:

调用了executeOnExecutor()方法,具体执行逻辑在这个方法里面:

可以 看出,先执行了onPreExecute()方法,然后具体执行耗时任务是在exec.execute(mFuture),把构造函数中实例化的mFuture传递进去了。

exec具体是什么?

从上面可以看出具体是sDefaultExecutor,再追溯看到是SerialExecutor类,具体源码如下:

终于追溯到了调用了SerialExecutor 类的execute方法。SerialExecutor 是个静态内部类,是所有实例化的AsyncTask对象公有的,SerialExecutor 内部维持了一个队列,通过锁使得该队列保证AsyncTask中的任务是串行执行的,即多个任务需要一个个加到该队列中,然后执行完队列头部的再执行下一个,以此类推。

在这个方法中,有两个主要步骤。

①向队列中加入一个新的任务,即之前实例化后的mFuture对象。

②调用 scheleNext()方法,调用THREAD_POOL_EXECUTOR执行队列头部的任务。

由此可见SerialExecutor 类仅仅为了保持任务执行是串行的,实际执行交给了THREAD_POOL_EXECUTOR。

THREAD_POOL_EXECUTOR又是什么?

实际是个线程池,开启了一定数量的核心线程和工作线程。然后调用线程池的execute()方法。执行具体的耗时任务,即开头构造函数中mWorker中call()方法的内容。先执行完doInBackground()方法,又执行postResult()方法,下面看该方法的具体内容:

该方法向Handler对象发送了一个消息,下面具体看AsyncTask中实例化的Hanlder对象的源码:

在InternalHandler 中,如果收到的消息是MESSAGE_POST_RESULT,即执行完了doInBackground()方法并传递结果,那么就调用finish()方法。

如果任务已经取消了,回调onCancelled()方法,否则回调 onPostExecute()方法。

如果收到的消息是MESSAGE_POST_PROGRESS,回调onProgressUpdate()方法,更新进度。

InternalHandler是一个静态类,为了能够将执行环境切换到主线程,因此这个类必须在主线程中进行加载。所以变相要求AsyncTask的类必须在主线程中进行加载。

到此为止,从任务执行的开始到结束都从源码分析完了。

AsyncTask的串行和并行

从上述源码分析中分析得到,默认情况下AsyncTask的执行效果是串行的,因为有了SerialExecutor类来维持保证队列的串行。如果想使用并行执行任务,那么可以直接跳过SerialExecutor类,使用executeOnExecutor()来执行任务。

四、AsyncTask使用不当的后果

1.)生命周期

AsyncTask不与任何组件绑定生命周期,所以在Activity/或者Fragment中创建执行AsyncTask时,最好在Activity/Fragment的onDestory()调用 cancel(boolean);

2.)内存泄漏

3.) 结果丢失

屏幕旋转或Activity在后台被系统杀掉等情况会导致Activity的重新创建,之前运行的AsyncTask(非静态的内部类)会持有一个之前Activity的引用,这个引用已经无效,这时调用onPostExecute()再去更新界面将不再生效。

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❹ android开发中线程有几种状态,分别是哪些

【答案】:1)、新建状态(New):新创建了一个线程对象。
2)、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
3)、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行run()方法。
4)、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
(一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。
(二)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。
(三)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
5)、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
当调用start方法的时候,该线程就进入就绪状态。等待CPU进行调度执行,此时还没有真正执行线程。
当调用run方法的时候,是已经被CPU进行调度,执行线程的主要任务。

❺ Android中的线程和线程池

一、除了Thread外,扮演线程角色的还有:AsyncTask和IntentService,同时HandlerThread也扮演特殊的线程。

      IntentService:内部采用HandlerThread来执行,像一个后台线程,同时是一个服务,不容易被系统杀死。

二、HandlerThread的run方法是一个无限循环

三、IntentService中任务是排队执行的

四、AsyncTask 

1、Android1.6之前串悄段桐行执行任务,1.6时候采用线程池里的并行,Android3.0开始又开始串行(为了避免并发错误),单任可以并行。

2、AsyncTask必须在UI线程调用(不过这个不是绝对的,和版本有关燃腔系,API 16之前,API 16到 22, API 22以后) 参考一

原因:内部有静态Handler,采用UI线程的Looper来处理消息,这就是为什么AsyncTask必须在UI线程调用,因为子线程默认没有Looper无法创建下面的Handler,程序会直接Crash

3、AsyncTask中有两个线程池和一个Handler,一个线程池用启坦于任务排队,一个线程池用于真正的执行任务,InternalHandler用于将

执行环境从线程池切换到主线程

AsyncTask串行与并行

五、线程池

线程池中多余的线程是如何回收的

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