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Android AsyncTask和线程池详解

时间:14-04-14 栏目:Android探究 作者:魔豆先生 评论:0 点击: 3,801 次

一、AsyncTask
AsyncTask类包含一个全局静态的线程池,线程池的配置参数如下:
private static final int CORE_POOL_SIZE =5;//5个核心工作线程
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;//最多128个工作线程
private static final int KEEP_ALIVE = 1;//空闲线程的超时时间为1秒
private static final BlockingQueue<Runnable> sWorkQueue =
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10);//等待队列
private static final ThreadPoolExecutorsExecutor = new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,
MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, sWorkQueue,sThreadFactory);//线程池是静态变量,所有的异步任务都会放到这个线程池的工作线程内执行。
本篇文章来源于 Linux公社网站(www.linuxidc.com)  原文链接:http://www.linuxidc.com/Linux/2011-09/43150.htm
由于核心工作线程数量被限定,和等待队列容量有限为128,所以使用它会有诸多限制,甚至导致异常(等待队列已满仍往里边塞入线程时)会导致ForceClose
二、线程池
Java里面线程池的顶级接口是Executor,但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池,而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是ExecutorService。

几个比较重要的类:

ExecutorService: 真正的线程池接口。
ScheduledExecutorService 能和Timer/TimerTask类似,解决那些需要任务重复执行的问题。
ThreadPoolExecutor ExecutorService的默认实现。

要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,很有可能配置的线程池不是较优的,因此在Executors类里面提供了一些静态工厂,生成一些常用的线程池。

newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
newFixedThreadPool:创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。
newCachedThreadPool: 创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可 以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。

缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务
newScheduledThreadPool:创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

 

官方的API中建议大家尽量使用上述的工厂方法。但是如果你想定制更灵活的Executor,可以通过ThreadPoolExcutor类,如果甚有其他的需求,可以去参照ThreadPoolExcutor类的源码

线程池类为 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor,常用构造方法为:
ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,
long keepAliveTime, TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize: 线程池维护线程的最少数量
maximumPoolSize:线程池维护线程的最大数量
keepAliveTime: 线程池维护线程所允许的空闲时间
unit: 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位
workQueue: 线程池所使用的缓冲队列
handler: 线程池对拒绝任务的处理策略

 

当一个任务通过execute(Runnable)方法欲添加到线程池时:
a,如果此时线程池中的数量小于corePoolSize,即使线程池中的线程都处于空闲状态,也要创建新的线程来处理被添加的任务。
b,如果此时线程池中的数量等于 corePoolSize,但是缓冲队列 workQueue未满,那么任务被放入缓冲队列。
c,如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量小于maximumPoolSize,建新的线程来处理被添加的任务。
d, 如果此时线程池中的数量大于corePoolSize,缓冲队列workQueue满,并且线程池中的数量等于maximumPoolSize,那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。也就是:处理任务的优先级为:核心线程corePoolSize、任务队列workQueue、最大线程 maximumPoolSize,如果三者都满了,使用handler处理被拒绝的任务。
e,当线程池中的线程数量大于 corePoolSize时,如果某线程空闲时间超过keepAliveTime,线程将被终止。这样,线程池可以动态的调整池中的线程数。

 

unit可选的参数为java.util.concurrent.TimeUnit中的几个静态属性:
NANOSECONDS、
MICROSECONDS、
MILLISECONDS、
SECONDS。

 

当 Executor 已经关闭,并且 Executor 将有限边界用于最大线程和工作队列容量,且已经饱和时,在方法 execute(java.lang.Runnable) 中提交的新任务将被拒绝。
A.        在默认的 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy 中,处理程序遭到拒绝将抛出运行时 RejectedExecutionException。
B.        在 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy 中,线程调用运行该任务的 execute 本身。此策略提供简单的反馈控制机制,能够减缓新任务的提交速度。
C.        在 ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy 中,不能执行的任务将被删除。
D.        在 ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy 中,如果执行程序尚未关闭,则位于工作队列头部的任务将被删除,然后重试执行程序(如果再次失败,则重复此过程)。

 

下面看看具体的几个工厂方法的实现,

  1. public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
  2.         return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
  3.                                       0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
  4.                                       new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
  5.     }

相同的corePoolSize和maximumPoolSize的大小,未设置keep alive,BlockingQueue选择了LinkedBlockingQueue,该queue有一个特点,他是无界的。

 

  1. public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
  2.         return new FinalizableDelegatedExecutorService
  3.             (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
  4.                                     0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
  5.                                     new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
  6.     }

同上一个比,size都设置为1

 

  1. public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
  2.         return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
  3.                                       60L, TimeUnit.SECONDS,
  4.                                       new SynchronousQueue<Runnable>());
  5.     }

maximumPoolSize大小为big,其次BlockingQueue的选择上使用SynchronousQueue。简单说:该QUEUE中,每个插入操作必须等待另一个线程的对应移除操作。比如,我先添加一个元素,接下来如果继续想尝试添加则会阻塞,直到另一个线程取走一个元素,反之亦然。(想到什么?就是缓冲区为1的生产者消费者模式^_^)

先从BlockingQueue<Runnable> workQueue这个入参开始说起。在JDK中,其实已经说得很清楚了,一共有三种类型的queue。以下为引用:(我会稍微修改一下,并用红色突出显示)

所有 BlockingQueue 都可用于传输和保持提交的任务。可以使用此队列与池大小进行交互:
如果运行的线程少于 corePoolSize,则 Executor 始终首选添加新的线程,而不进行排队。(什么意思?如果当前运行的线程小于corePoolSize,则任务根本不会存放,添加到queue中,而是直接抄家伙(thread)开始运行)
如果运行的线程等于或多于 corePoolSize,则 Executor 始终首选将请求加入队列,而不添加新的线程。
如果无法将请求加入队列,则创建新的线程,除非创建此线程超出 maximumPoolSize,在这种情况下,任务将被拒绝。
先不着急举例子,因为首先需要知道queue上的三种类型。

排队有三种通用策略:
直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue,它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此,如果不存在可用于立即运行任务的线程,则试图把任务加入队列将失败,因此会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集时出现锁。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
无界队列。使 用无界队列(例如,不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue)将导致在所有 corePoolSize 线程都忙时新任务在队列中等待。这样,创建的线程就不会超过 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就无效了。)当每个任务完全独立于其他任务,即任务执行互不影响时,适合于使用无界队列;例如,在 Web 页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求,当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。
有界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时,有界队列(如 ArrayBlockingQueue)有助于防止资源耗尽, 但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型队列和小型池可以最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销,但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞(例如,如果它们是 I/O 边界),则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小,CPU 使用率较高,但是可能遇到不可接受的调度开销,这样也会降低吞吐量。

总结:
ThreadPoolExecutor的使用还是很有技巧的。
使用无界queue可能会耗尽系统资源。
使用有界queue可能不能很好的满足性能,需要调节线程数和queue大小
线程数自然也有开销,所以需要根据不同应用进行调节。

 

参考:http://www.cnblogs.com/jersey/archive/2011/03/30/2000231.html

队有三种通用策略:

直接提交。工作队列的默认选项是 SynchronousQueue,它将任务直接提交给线程而不保持它们。在此,如果不存在可用于立即运行任务的线程,则试图把任务加入队列将失败,因此 会构造一个新的线程。此策略可以避免在处理可能具有内部依赖性的请求集合时出现锁定。直接提交通常要求无界 maximumPoolSizes 以避免拒绝新提交的任务。当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。

无界队列。使用无界队列 (例如,不具有预定义容量的 LinkedBlockingQueue)将导致在所有 corePoolSize 线程都忙的情况下将新任务加入队列。这样,创建的线程就不会超过 corePoolSize。(因此,maximumPoolSize 的值也就无效了。)当每个任务完全独立于其他任务,即任务执行互不影响时,适合于使用无界队列;例如,在 Web页服务器中。这种排队可用于处理瞬态突发请求,当命令以超过队列所能处理的平均数连续到达时,此策略允许无界线程具有增长的可能性。

有 界队列。当使用有限的 maximumPoolSizes 时,有界队列(如 ArrayBlockingQueue)有助于防止资源耗尽,但是可能较难调整和控制。队列大小和最大池大小可能需要相互折衷:使用大型队列和小型池可以 最大限度地降低 CPU 使用率、操作系统资源和上下文切换开销,但是可能导致人工降低吞吐量。如果任务频繁阻塞(例如,如果它们是 I/O 边界),则系统可能为超过您许可的更多线程安排时间。使用小型队列通常要求较大的池大小,CPU 使用率较高,但是可能遇到不可接受的调度开销,这样也会降低吞吐量。

handler有四个选择:
ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
重试添加当前的任务,他会自动重复调用execute()方法
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()
抛弃旧的任务
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()
抛弃当前的任务

声明: 本文由( 魔豆先生 )原创编译,转载请保留链接: Android AsyncTask和线程池详解

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