学习总结 -- Android 中的线程池基本介绍

首先概括一下线程池的好处：

重用线程池中的线程，避免因为线程的创建和销毁带来的性能开销；

能有效控制线程池的最大并发数，避免大量的线程之间因互相抢占系统资源而导致的阻塞现象；

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 中的线程池来源于 Java 的 Executor，Executor 是个接口，真正的实现是 ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor 提供了一系列的参数来配置线程池，从而创建不同的线程池。

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor 是线程池的真正实现，也是线程池中最核心的一个类。它有四个构造方法，按照惯例直接看参数最多的那个构造方法：

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

接下来解释一下各个参数的含义：

corePoolSize

线程池中的核心线程数，默认情况下，核心线程会在线程池中一直存活，即使它们处于空闲状态；但是如果调用 ThreadPoolExecutor 的 allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 方法并设置参数为 true，那么此时空闲的核心线程就有可能被终止。

创建线程池后，默认情况下，线程池中并没有任何线程，当有任务到来时才会创建线程去执行任务，除非调用了 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 方法来预先创建线程。

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

表示空闲的线程最多能存活的时间。默认情况下，当线程池中的线程数大于 corePoolSize 时，除核心线程外如果某个线程空闲的时间达到 keepAliveTime，该线程就会终止；但是如果调用了 allowCoreThreadTimeOut(boolean value) 方法，即使线程池中的线程数不大于 corePoolSize，keepAliveTime 参数也会起作用，此时任何空闲线程的空闲时间达到 keepAliveTime 都会被终止。

unit

用于指定 keepAliveTime 的时间单位，是个枚举。有以下几种：

TimeUnit.NANOSECONDS;    // 纳秒
TimeUnit.MICROSECONDS;   // 微妙
TimeUnit.MILLISECONDS;   // 毫秒
TimeUnit.SECONDS;        // 秒
TimeUnit.MINUTES;        // 分钟
TimeUnit.HOURS;          // 小时
TimeUnit.DAYS;           // 天

workQueue

线程池中的任务队列，只有通过线程池的 execute 方法提交的 Runnable 对象才会存储在这个参数中。常用的有以下几种：

ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；
LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE；
synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是直接新建一个线程来执行新来的任务。

threadFactory

线程工厂，为线程池提供创建线程的功能。

handler

当线程池无法执行新任务（由于超出线程范围或队列容量）时而执行的处理程序。有以下几种：

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：丢弃任务，但是不抛出异常。
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）。
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务。

ThreadPoolExecutor 的参数解释就到这了，ThreadPoolExecutor 执行任务时大致遵循如下规则：

在 Android 6.0 版本的 ThreadPoolExecutor 文档中有这么一段话：

However, programmers are urged to use the more convenient Executors factory methods newCachedThreadPool() (unbounded thread pool, with automatic thread reclamation), newFixedThreadPool(int) (fixed size thread pool) and newSingleThreadExecutor() (single background thread), that preconfigure settings for the most common usage scenarios.

意思就是建议大家通过 Executors 的三个工厂方法来创建线程池，接下来分别看看这三个方法。

newCachedThreadPool()

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

该方法会创建一个线程数量为 Integer.MAX_VALUE 的线程池，线程池中的每个线程空闲超过 60 秒都会被回收，并且当有新任务到来时立刻创建一个新线程来执行新任务。

对于执行很多短期异步任务的程序而言，该线程池通常可提高程序性能。调用 execute() 方法将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。因此，长时间保持空闲的线程池不会使用任何资源。

newFixedThreadPool(int)

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

该方法会创建一个可重用固定线程数的线程池，当线程处于空闲状态时并不会被回收，除非线程池被关闭。当所有线程都处于活动状态时，新任务会存储在任务队列中等待，直到有线程空闲出来。

newSingleThreadExecutor()

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

该方法会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。

实际上以上的三个创建线程池的工厂方法都是通过配置 ThreadPoolExecutor 的参数来实现不同功能的，这三种线程池可以满足大多数场合。

关于线程池基本介绍就到这，如果想了解线程池的原理，可以看看这篇文章：深入理解Java之线程池