[轉]new Thread的弊端及Java四種線程池的使用

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介紹new Thread的弊端及Java四種線程池的使用,對Android同樣適用。本文是基礎篇,后面會分享下線程池一些高級功能。

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1、new Thread的弊端

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執行一個異步任務你還只是如下new Thread嗎?

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

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那你就out太多了,new Thread的弊端如下:

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a. 每次new Thread新建對象性能差。
b. 線程缺乏統一管理,可能無限制新建線程,相互之間競爭,及可能占用過多系統資源導致死機或oom。
c. 缺乏更多功能,如定時執行、定期執行、線程中斷。
相比new Thread,Java提供的四種線程池的好處在于:
a. 重用存在的線程,減少對象創建、消亡的開銷,性能佳。
b. 可有效控制最大并發線程數,提高系統資源的使用率,同時避免過多資源競爭,避免堵塞。
c. 提供定時執行、定期執行、單線程、并發數控制等功能。

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2、Java 線程池

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Java通過Executors提供四種線程池,分別為:
newCachedThreadPool創建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閑線程,若無可回收,則新建線程。
newFixedThreadPool 創建一個定長線程池,可控制線程最大并發數,超出的線程會在隊列中等待。
newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池,支持定時及周期性任務執行。
newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。

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(1). newCachedThreadPool
創建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要,可靈活回收空閑線程,若無可回收,則新建線程。示例代碼如下:

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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);}});
}

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線程池為無限大,當執行第二個任務時第一個任務已經完成,會復用執行第一個任務的線程,而不用每次新建線程。

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(2). newFixedThreadPool
創建一個定長線程池,可控制線程最大并發數,超出的線程會在隊列中等待。示例代碼如下:

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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();}}});
}

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因為線程池大小為3,每個任務輸出index后sleep 2秒,所以每兩秒打印3個數字。

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定長線程池的大小最好根據系統資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。可參考PreloadDataCache。

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(3) newScheduledThreadPool
創建一個定長線程池,支持定時及周期性任務執行。延遲執行示例代碼如下:

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

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表示延遲3秒執行。

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定期執行示例代碼如下:

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

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表示延遲1秒后每3秒執行一次。

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ScheduledExecutorService比Timer更安全,功能更強大,后面會有一篇單獨進行對比。

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(4)、newSingleThreadExecutor
創建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。示例代碼如下:

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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();}}});
}

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結果依次輸出,相當于順序執行各個任務。

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現行大多數GUI程序都是單線程的。Android中單線程可用于數據庫操作,文件操作,應用批量安裝,應用批量刪除等不適合并發但可能IO阻塞性及影響UI線程響應的操作。

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3. 實例演示Android異步加載圖片

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給大家演示異步加載圖片的分析過程。讓大家了解異步加載圖片的好處,以及如何更新UI。
首先給出main.xml布局文件:
簡單來說就是 LinearLayout 布局,其下放了2個TextView和5個ImageView。

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<?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="圖片區域開始"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="圖片區域結束"android:id="@+id/textView1"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content" />
</LinearLayout>

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我們將演示的過程是異步從服務器上下載5張不同圖片,依次放入這5個ImageView。上下2個TextView 是為了方便我們看是否阻塞了UI的顯示。
當然 AndroidManifest.xml 文件中要配置好網絡訪問權限。

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

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1)Handler+Runnable模式
我們先看一個并不是異步線程加載的例子,而是使用 Handler+Runnable模式。
注意這里不是新開的線程,這里的代碼其實是在UI主線程中下載圖片的。
我們運行下面代碼時,會發現它其實是阻塞了整個界面的顯示,需要所有圖片都加載完成后,才能顯示界面。

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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");}// 為了測試緩存而模擬的網絡延時SystemClock.sleep(2000);((ImageView) MainActivity.this.findViewById(id)).setImageDrawable(drawable);}});}
}

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2)Handler+Thread+Message模式
這種模式使用了線程,所以可以看到異步加載的效果。
核心代碼:

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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模式實現多線程異步加載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());}// 模擬網絡延時SystemClock.sleep(2000);Message message = handler.obtainMessage();message.arg1 = id;message.obj = drawable;handler.sendMessage(message);}};thread.start();thread = null;}
}

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這時候我們可以看到實現了異步加載, 界面打開時,五個ImageView都是沒有圖的,然后在各自線程下載完后才把圖自動更新上去。

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3)Handler+ExecutorService(線程池)+MessageQueue模式
能開線程的個數畢竟是有限的,我們總不能開很多線程,對于手機更是如此。
這個例子是使用線程池。Android擁有與Java相同的ExecutorService實現,我們就使用它。
線程池的基本思想還是一種對象池的思想,開辟一塊內存空間,里面存放了眾多(未死亡)的線程,池中線程執行調度由池管理器來處理。當有線程任務時,從池中取一個,執行完成后線程對象歸池,這樣可以避免反復創建線程對象所帶來的性能開銷,節省了系統的資源。
下面的演示例子是創建一個可重用固定線程數的線程池。
核心代碼

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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);// 引入線程池來管理多線程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");// 模擬網絡延時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);}}});}
}

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這里我們象第一步一樣使用了
handler.post(new Runnable() { }) 更新前段顯示當然是在UI主線程,我們還有 executorService.submit(new Runnable() { }) 來確保下載是在線程池的線程中。

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4)Handler+ExecutorService(線程池)+MessageQueue+緩存模式
下面比起前一個做了幾個改造:
把整個代碼封裝在一個類中,同時為了避免出現同時多次下載同一幅圖的問題,使用了本地緩存封裝的類:

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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
{// 為了加快速度,在內存中開啟緩存(主要應用于重復圖片較多時,或者同一個圖片要多次被訪問,比如在ListView時來回滾動)public Map<String, SoftReference<Drawable>> imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Drawable>>();private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); // 固定五個線程來執行任務private final Handler handler = new Handler();/**** @param imageUrl*            圖像url地址* @param callback*            回調接口* @return 返回內存中緩存的圖像,第一次加載返回null*/public Drawable loadDrawable(final String imageUrl, final ImageCallback callback){// 如果緩存過就從緩存中取出數據if (imageCache.containsKey(imageUrl)){SoftReference<Drawable> softReference = imageCache.get(imageUrl);if (softReference.get() != null){Log.i("MainActivity", "圖片存在緩存中.");return softReference.get();}}// 緩存中沒有圖像,則從網絡上取出數據,并將取出的數據緩存到內存中executorService.submit(new Runnable(){public void run(){try{Log.i("MainActivity", "下載圖片...");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;}// 從網絡上取數據方法protected Drawable loadImageFromUrl(String imageUrl){try{// 測試時,模擬網絡延時,實際時這行代碼不能有SystemClock.sleep(2000);return Drawable.createFromStream(new URL(imageUrl).openStream(), "image.png");} catch (Exception e){throw new RuntimeException(e);}}// 對外界開放的回調接口public interface ImageCallback{// 注意 此方法是用來設置目標對象的圖像資源public void imageLoaded(Drawable imageDrawable);}
}

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說明:
final參數是指當函數參數為final類型時,你可以讀取使用該參數,但是無法改變該參數的值。
這里使用SoftReference 是為了解決內存不足的錯誤(OutOfMemoryError)的。

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前端調用:

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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();// 引入線程池,并引入內存緩存功能,并對外部調用封裝了接口,簡化調用過程private void loadImage(final String url, final int id){// 如果緩存過就會從緩存中取出圖像,ImageCallback接口中方法也不會被執行Drawable cacheImage = asyncImageLoader.loadDrawable(url, new AsyncImageLoader.ImageCallback(){// 請參見實現:如果第一次加載url時下面方法會執行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
來源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/zhi137_zhi148_qwer/article/details/52605049
版權聲明:本文為作者原創文章,轉載請附上博文鏈接!

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