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多线程基础

1、AsyncTask的缺陷和问题,说说他的原理。

AsyncTask是什么?

AsyncTask是一种轻量级的异步任务类,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是一个抽象的泛型类,它提供了Params、Progress和Result这三个泛型参数,其中Params表示参数的类型,Progress表示后台任务的执行进度和类型,而Result则表示后台任务的返回结果的类型,如果AsyncTask不需要传递具体的参数,那么这三个泛型参数可以用Void来代替。

关于线程池:

AsyncTask对应的线程池ThreadPoolExecutor都是进程范围内共享的,且都是static的,所以是Asynctask控制着进程范围内所有的子类实例。由于这个限制的存在,当使用默认线程池时,如果线程数超过线程池的最大容量,线程池就会爆掉(3.0后默认串行执行,不会出现个问题)。针对这种情况,可以尝试自定义线程池,配合Asynctask使用。

关于默认线程池:

AsyncTask里面线程池是一个核心线程数为CPU + 1,最大线程数为CPU * 2 + 1,工作队列长度为128的线程池,线程等待队列的最大等待数为28,但是可以自定义线程池。线程池是由AsyncTask来处理的,线程池允许tasks并行运行,需要注意的是并发情况下数据的一致性问题,新数据可能会被老数据覆盖掉。所以希望tasks能够串行运行的话,使用SERIAL_EXECUTOR。

AsyncTask在不同的SDK版本中的区别:

调用AsyncTask的execute方法不能立即执行程序的原因及改善方案通过查阅官方文档发现,AsyncTask首次引入时,异步任务是在一个独立的线程中顺序的执行,也就是说一次只执行一个任务,不能并行的执行,从1.6开始,AsyncTask引入了线程池,支持同时执行5个异步任务,也就是说只能有5个线程运行,超过的线程只能等待,等待前的线程直到某个执行完了才被调度和运行。换句话说,如果进程中的AsyncTask实例个数超过5个,那么假如前5都运行很长时间的话,那么第6个只能等待机会了。这是AsyncTask的一个限制,而且对于2.3以前的版本无法解决。如果你的应用需要大量的后台线程去执行任务,那么只能放弃使用AsyncTask,自己创建线程池来管理Thread。不得不说,虽然AsyncTask较Thread使用起来方便,但是它最多只能同时运行5个线程,这也大大局限了它的作用,你必须要小心设计你的应用,错开使用AsyncTask时间,尽力做到分时,或者保证数量不会大于5个,否就会遇到上面提到的问题。可能是Google意识到了AsynTask的局限性了,从Android 3.0开始对AsyncTask的API做出了一些调整:每次只启动一个线程执行一个任务,完了之后再执行第二个任务,也就是相当于只有一个后台线程在执行所提交的任务。

一些问题:

1.生命周期

很多开发者会认为一个在Activity中创建的AsyncTask会随着Activity的销毁而销毁。然而事实并非如此。AsynTask会一直执行,直到doInBackground()方法执行完毕,然后,如果cancel(boolean)被调用,那么onCancelled(Result result)方法会被执行;否则,执行onPostExecute(Result result)方法。如果我们的Activity销毁之前,没有取消AsyncTask,这有可能让我们的应用崩溃(crash)。因为它想要处理的view已经不存在了。所以,我们是必须确保在销毁活动之前取消任务。总之,我们使用AsyncTask需要确保AsyncTask正确的取消。

2.内存泄漏

如果AsyncTask被声明为Activity的非静态内部类,那么AsyncTask会保留一个对Activity的引用。如果Activity已经被销毁,AsyncTask的后台线程还在执行,它将继续在内存里保留这个引用,导致Activity无法被回收,引起内存泄漏。

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。

4.并行还是串行

在Android1.6之前的版本,AsyncTask是串行的,在1.6之后的版本,采用线程池处理并行任务,但是从Android 3.0开始,为了避免AsyncTask所带来的并发错误,又采用一个线程来串行执行任务。可以使用executeOnExecutor()方法来并行地执行任务。

AsyncTask原理
  • AsyncTask中有两个线程池(SerialExecutor和THREAD_POOL_EXECUTOR)和一个Handler(InternalHandler),其中线程池SerialExecutor用于任务的排队,而线程池THREAD_POOL_EXECUTOR用于真正地执行任务,InternalHandler用于将执行环境从线程池切换到主线程。
  • sHandler是一个静态的Handler对象,为了能够将执行环境切换到主线程,这就要求sHandler这个对象必须在主线程创建。由于静态成员会在加载类的时候进行初始化,因此这就变相要求AsyncTask的类必须在主线程中加载,否则同一个进程中的AsyncTask都将无法正常工作。

2. Thread、AsyncTask、IntentService的使用场景与特点。

  1. Thread线程,独立运行与于 Activity 的,当Activity 被 finish 后,如果没有主动停止 Thread或者 run 方法没有执行完,其会一直执行下去。
  2. AsyncTask 封装了两个线程池和一个Handler(SerialExecutor用于排队,THREAD_POOL_EXECUTOR为真正的执行任务,Handler将工作线程切换到主线程),其必须在 UI线程中创建,execute 方法必须在 UI线程中执行,一个任务实例只允许执行一次,执行多次抛出异常,用于网络请求或者简单数据处理。
  3. IntentService:处理异步请求,实现多线程,在onHandleIntent中处理耗时操作,多个耗时任务会依次执行,执行完毕自动结束。

3. 线程池的相关知识。

Android中的线程池都是直接或间接通过配置ThreadPoolExecutor来实现不同特性的线程池.Android中最常见的类具有不同特性的线程池分别为FixThreadPool、CachedhreadPool、SingleThreadPool、ScheduleThreadExecutr.

1).FixThreadPool

只有核心线程,并且数量固定的,也不会被回收,所有线程都活动时,因为队列没有限制大小,新任务会等待执行.

优点:更快的响应外界请求.

2).SingleThreadPool

只有一个核心线程,确保所有的任务都在同一线程中按序完成.因此不需要处理线程同步的问题.

3).CachedThreadPool

只有非核心线程,最大线程数非常大,所有线程都活动时会为新任务创建新线程,否则会利用空闲线程(60s空闲时间,过了就会被回收,所以线程池中有0个线程的可能)处理任务.

优点:任何任务都会被立即执行(任务队列SynchronousQuue相当于一个空集合);比较适合执行大量的耗时较少的任务.

4).ScheduledThreadPool

核心线程数固定,非核心线程(闲着没活干会被立即回收数)没有限制.

优点:执行定时任务以及有固定周期的重复任务

4. ThreadLocal的原理

ThreadLocal是一个关于创建线程局部变量的类。使用场景如下所示:

  • 实现单个线程单例以及单个线程上下文信息存储,比如交易id等。
  • 实现线程安全,非线程安全的对象使用ThreadLocal之后就会变得线程安全,因为每个线程都会有一个对应的实例。 承载一些线程相关的数据,避免在方法中来回传递参数。

当需要使用多线程时,有个变量恰巧不需要共享,此时就不必使用synchronized这么麻烦的关键字来锁住,每个线程都相当于在堆内存中开辟一个空间,线程中带有对共享变量的缓冲区,通过缓冲区将堆内存中的共享变量进行读取和操作,ThreadLocal相当于线程内的内存,一个局部变量。每次可以对线程自身的数据读取和操作,并不需要通过缓冲区与 主内存中的变量进行交互。并不会像synchronized那样修改主内存的数据,再将主内存的数据复制到线程内的工作内存。ThreadLocal可以让线程独占资源,存储于线程内部,避免线程堵塞造成CPU吞吐下降。

在每个Thread中包含一个ThreadLocalMap,ThreadLocalMap的key是ThreadLocal的对象,value是独享数据。

5. 单例实现线程的同步的要求:

1.单例类确保自己只有一个实例(构造函数私有:不被外部实例化,也不被继承)。

2.单例类必须自己创建自己的实例。

3.单例类必须为其他对象提供唯一的实例。

6. 断点续传实现?

在本地下载过程中要使用数据库实时存储到底存储到文件的哪个位置了,这样点击开始继续传递时,才能通过HTTP的GET请求中的setRequestProperty("Range","bytes=startIndex-endIndex");方法可以告诉服务器,数据从哪里开始,到哪里结束。同时在本地的文件写入时,RandomAccessFile的seek()方法也支持在文件中的任意位置进行写入操作。最后通过广播或事件总线机制将子线程的进度告诉Activity的进度条。关于断线续传的HTTP状态码是206,即HttpStatus.SC_PARTIAL_CONTENT。

####7.java线程池的使用

####8. Java 线程池的理论与实践