Android中的多线程【转】
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Android多线程
Android中的多线程本质上也是Java的多线程,同时添加了一些不同的特性和使用的场景。其中,最主要的一个区别就是Android中主线程和子线程中的区分,Android中的主线程是UI线程,负责运行四大组件并与用户实现交互,需要保持较高的反应速度,所以主线程不允许进行耗时的操作(比如说网络请求和访问),否则容易出现ANR现象,子线程则负责处理 一些耗时的任务,而如果子线程中想要实现对UI的操作,则需要通过Android的handler消息机制。
为什么子线程中不允许对UI进行操作呢
因为Android的UI控件并不是线程安全,多线程的并发访问会带来UI控件的不可预期的状态,且考虑到加锁机制会带来性能上的问题,因此Android在设计初期就禁止子线程处理UI。UI操作时ViewRootImpl会对操作者所在的线程进行checkThread,如果非主线程,会抛出CalledFromWrongThreadException。
线程和进程的区别
线程和进程的本质:由CPU进行调度的并发式执行任务,多个任务被快速轮换执行,使得宏观上具有多个线程或者进程同时执行的效果。
进程:在操作系统来说,一个运行的程序或者说一个动态的指令集合通常对应一个进程Process,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位,也是拥有系统资源的基本单位。进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,拥有自己私有的地址空间,进程之间不能直接访问其他进程的地址空间。
线程:线程是CPU调度的基本单位,也就是说在一个进程中可以有多个并发程序执行流,线程拓展了进程的概念,使得任务的执行得到更加的细分,所以Thread有时候也被称为Lightweight Process。线程是进程的执行单元,但是线程不是分配系统资源的单位,它们共享所在进程的资源,包括共享内存,公有数据,全局变量,进程文件描述符,进程处理器,进程代码段,进程用户ID等等。
线程独立拥有自己的线程ID,堆栈,程序计数器,局部变量,寄存器组值,优先级,信号屏蔽码,错误返回码等等,线程是独立运行的,其执行是抢占式的。线程共享进程资源,线程之间的通信要进程之间的通信来得容易得多。此外,线程的创建和销毁的开销也远远小于进程的系统开销。
线程和线程池
线程池:虽然线程的创建销毁的开销相对较小,但是频繁得创建和销毁也会消耗有限的资源,从而带来性能上的浪费,也不够高效。因此线程池的出,现就是为了解决这一问题,即在初始状态创建并维护一定数量的空闲线程,当有需要执行的任务,就交付给线程中的一个线程,任务执行结束后,该线程也不会死亡,而是回到线程池中重新变为空闲状态。
线程池的好处:减少线程频繁创建销毁的资源开销,同时能够有效控制系统中并发线程的数量,防止系统性能的剧烈下降。
简易示例
首先,新建异步消息实例:
private Handler handler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case CHANGE_CONTENT:
textView.setText("饭吃了吗?");
break;
default:
break;
}
}
};
使用异步消息来更新 UI:
findViewById(R.id.change).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Message message = new Message();
message.what = CHANGE_CONTENT;
handler.sendMessage(message);
}
}).start();
}
});
Message
Message 可以在线程之间传递消息。可以在它的内部携带少量数据,用于在不同线程之间进行数据交换。除了 what 字段,还可以使用 arg1 和 arg2 来携带整型数据,使用 obj 来携带 Object 数据。
注意:一个Message对象的arg1只能发送一次
Handler
Handler 用于发送(sendMessage 系列方法)与处理消息(handleMessage 方法)。
3.2 MessageQueue
MessageQueue 用于存放所有通过 Handler 发送的消息 。 这部分消息会一直存放在消息队列中,直到被处理 。 每个线程中只会有一个 MessageQueue 对象 。
Looper
Looper 用于管理 MessageQueue 队列,调用 Looper.loop() 方法之后,就会进入无限循环中,每当发现 MessageQueue 存在一条消息,就会将它取出,并传递到 Handler 的 handleMessage() 方法中。每个线程中只会有一个 Looper 对象。
异步消息处理流程
1、在主线程中创建 Handler 对象,并重写 handleMessage() 方法。
2、子线程进行 UI 操作时,创建 Message 对象,通过 Handler 发送这条消息。
3、Looper 从 MessageQueue 中取出待处理消息。
4、最后分发回 Handler 的 handleMessage() 方法中。
Message 经过一系列流转调用后,也就从子线程进入到主线程,这样就可以执行更新 UI 的操作啦 O(∩_∩)O哈哈~
总结
- Android 的 UI 是线程不安全的,所以如果想要更新应用程序的 UI 元素,就必须在主线程中进行,否则会抛出异常(CalledFromWrongThreadException) 。
- 在子线程中,必须使用异步消息处理机制来更新 UI。
结束线程有以下三种方法:
(1)设置退出标志,使线程正常退出,也就是当run()方法完成后线程终止
(2)使用interrupt()方法中断线程
(3)使用stop方法强行终止线程(不推荐使用,Thread.stop, Thread.suspend, Thread.resume 和
Runtime.runFinalizersOnExit 这些终止线程运行的方法已经被废弃,使用它们是极端不安全的!)
stop()方法太过于暴力,会强行把执行一半的线程终止。这样会就不会保证线程的资源正确释放,通常是没有给与线程完成资源释放工作的机会,因此会导致程序工作在不确定的状态下
分割线_
1.使用退出标志终止线程
一般run()方法执行完,线程就会正常结束,然而,常常有些线程是伺服线程。它们需要长时间的运行,只有在外部某些条件满足的情况下,才能关闭这些线程。使用一个变量来控制循环,例如:最直接的方法就是设一个boolean类型的标志,并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出,代码示例:
public class ThreadSafe extends Thread {
public volatile boolean exit = false;
public void run() {
while (!exit){
//do something
}
}
}
定义了一个退出标志exit,当exit为true时,while循环退出,exit的默认值为false.在定义exit时,使用了一个Java关键字volatile,这个关键字的目的是使exit同步,也就是说在同一时刻只能由一个线程来修改exit的值.
2.使用interrupt()方法中断当前线程
使用interrupt()方法来中断线程有两种情况:
1)线程处于阻塞状态,如使用了sleep,同步锁的wait,socket中的receiver,accept等方法时,会使线程处于阻塞状态。当调用线程的interrupt()方法时,会抛出InterruptException异常。阻塞中的那个方法抛出这个异常,通过代码捕获该异常,然后break跳出循环状态,从而让我们有机会结束这个线程的执行。通常很多人认为只要调用interrupt方法线程就会结束,实际上是错的, 一定要先捕获InterruptedException异常之后通过break来跳出循环,才能正常结束run方法。
代码示例:
public class ThreadSafe extends Thread {
public void run() {
while (true){
try{
Thread.sleep(5*1000);//阻塞5妙
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
break;//捕获到异常之后,执行break跳出循环。
}
}
}
}
2)线程未处于阻塞状态,使用isInterrupted()判断线程的中断标志来退出循环。
当使用interrupt()方法时,中断标志就会置true,和使用自定义的标志来控制循环是一样的道理。
代码示例:
public class ThreadSafe extends Thread {
public void run() {
while (!isInterrupted()){
//do something, but no throw InterruptedException
}
}
}
为什么要区分进入阻塞状态和和非阻塞状态两种情况了,是因为当阻塞状态时,如果有interrupt()发生,系统除了会抛出InterruptedException异常外,还会调用interrupted()函数,调用时能获取到中断状态是true的状态,调用完之后会复位中断状态为false,所以异常抛出之后通过isInterrupted()是获取不到中断状态是true的状态,从而不能退出循环,因此在线程未进入阻塞的代码段时是可以通过isInterrupted()来判断中断是否发生来控制循环,在进入阻塞状态后要通过捕获异常来退出循环。因此使用interrupt()来退出线程的最好的方式应该是两种情况都要考虑:
代码示例:
public class ThreadSafe extends Thread {
public void run() {
while (!isInterrupted()){ //非阻塞过程中通过判断中断标志来退出
try{
Thread.sleep(5*1000);//阻塞过程捕获中断异常来退出
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
break;//捕获到异常之后,执行break跳出循环。
}
}
}
}
3.使用stop方法终止线程
程序中可以直接使用thread.stop()来强行终止线程,但是stop方法是很危险的,就象突然关闭计算机电源,而不是按正常程序关机一样,可能会产生不可预料的结果,不安全主要是:thread.stop()调用之后,创建子线程的线程就会抛出ThreadDeatherror的错误,并且会释放子线程所持有的所有锁。一般任何进行加锁的代码块,都是为了保护数据的一致性,如果在调用thread.stop()后导致了该线程所持有的所有锁的突然释放(不可控制),那么被保护数据就有可能呈现不一致性,其他线程在使用这些被破坏的数据时,有可能导致一些很奇怪的应用程序错误。因此,并不推荐使用stop方法来终止线程。
附我们的教材介绍:
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