Android中的线程池ThreadPoolExecutor

提到线程池就必须先说一下使用线程池的好处：

1.重用线程池中的线程，避免因为线程的创建和销毁所带来的性能开销；

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

3.能够对线程进行简单的管理，并提供定时执行以及制定事件间隔循环执行等功能。

Android中的线程池的概念来源于Java中的Executor，Executor是一个接口，真正的线程池的实现为ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor提供了一系列参数来配置线程池，通过不同的参数可以创建不同的线程池。从线程池的功能特性来说，Android中的线程池主要分为4类，且这4类线程池可以通过Executors所提供的工厂方法来得到。

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor是线程池的真正实现，它的构造方法提供了一系列参数来配置线程池。

下面是ThreadPoolExecutor的一个比较常用的构造方法。

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

下面对构造方法中的各个参数进行介绍

1.corePoolSize

线程池的核心线程数，默认情况下 ，核心线程会在线程池中一直存活，

即使他们处于闲置状态

。如果将ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置成true,那么闲置的核心线程会在等待新任务到来时有超时策略，这个时间间隔由keepAliveTime所指定，当等待时间超过keepAliveTime所指定的时长后，核心线程就会被终止。

2.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。

3.keepAliveTime

非核心线程闲置时的超长时长，超过这个时长，非核心线程就会被回收。当ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设置成true时，keepAliveTime同样会作用于核心线程。

4.unit

用于指定keepAliveTime参数的时间单位，这是一个枚举，常用的有TimeUnit.MILLISECONDS(毫秒)，TimeUnit.SECONDS(秒)以及TimeUnit.MINUTES(分钟)等。

5.workQueue

线程池中的任务队列，通过线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中。

6.threadFactory

线程工程，为线程池提供创建新线程的功能。ThreadFactory是一个接口，它只有一个方法：Thread newThread(Runnable r).

除了上面的这些主要参数外，ThreadPoolExecutor还有一个不常用的参数RejectedExecutionHandler handler。当线程池无法执行新任务时，这可能是由于任务队列已满或者是无法成功执行任务，这个时候ThreadPoolExecutor会调用handler的rejectedExecution方法来通知调用者，默认情况下rejectedExecution方法会直接抛出一个RejectedExecutionException。ThreadPoolExecutor为RejectedExecutionHandler提供了几个可选值:CallerRunsPolicy,AbortPolicy,DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy,其中AbortPolicy是默认值，它会直接抛出RejectedExecutionException。

ThreadPoolExecutor执行任务时大致遵循以下规则

1.如果线程池中的线程数量未达到核心线程的数量，那么会直接启动一个核心线程来执行任务。

2.如果线程池中的线程数量已经达到或者超过核心线程的数量，那么任务会被插入到任务队列中排队等待执行。

3.如果在步骤2中无法将任务插入到任务队列中，这往往是由于队列任务已满，这个时候如果线程数量未达到线程池规定的最大值，那么会立刻启动一个非核心线程来执行任务。

4.如果步骤3中线程数量已经达到线程池规定的最大值，那么就拒绝执行此任务，ThreadPoolExecutor会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution方法来通知调用者。

ThreadPoolExecutor的参数配置在AsyncTask中有明细的表现，下面是AsyncTask中的线程池的配置情况：

private static final int CPU_COUNT=Runtime.getRuntime().availableProcessors();
private static final int CORE_POOL_SIZE=CPU_COUNT+1;
private static final int MAXMIUM_POOL_SIZE=CPU_COUNT*2+1;
private static final int KEEP_ALIVE=1;

private static final ThreadFactory sThreadFactory=new ThreadFactory(){
private final AtomicInteger mCount=new AtomicInteger(1);

public Thread newThread(Runnable r){
return new Thread(r,"AsyncTask #"+mCount.getAndIncrement());
}
};

private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue=new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128);

public static final Executor THREAD_POOL_EXECUTOR=new ThreadPoolExecutor(CORE_POOL_SIZE,MAXIMUM_POOL_SIZE,KEEP_ALIVE,TimeUnit.SECONDS,sPoolWorkQueue,sThreadFactory);

从上面的代码可以知道，AsyncTask对THREAD_POOL_EXECUTOR这个线程池进行了配置，配置后的线程池规格如下：

1.核心线程数等于CPU核心数+1；

2.线程池的最大线程数为CPU核心数的2倍+1；

3.核心线程无超时机制，非核心线程在闲置时的超时时间为1秒；

4.任务队列的容量为128.

上面介绍了ThreadPoolExecutor的相关介绍和构造方法参数的含义，下面介绍一下常用的几个线程池的分类。

1.FixedThreadPool

通过Executors的newFixedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量固定的线程池，当线程处于空闲状态时，它们并不会被回收，除非线程池被关闭了。当所有的线程都处于活动状态时，新任务都会处于等待状态，直到有线程空闲出来。由于FixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这意味着它能够更加快速地响应外界的请求。newFixedThreadPool方法的实现如下，可以发现FixedThreadPool中只有核心线程并且这些核心线程并没有超时机制，另外任务队列也是没有大小限制的。

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

2.CachedThreadPool

通过Executors的newCachedThreadPool方法来创建。它是一种线程数量不定的线程池，它只有非核心线程，并且其最大线程数为Integer.MAX_VALUE。由于Integer.MAX_VALUE是一个很大的数，实际上就相当于最大线程数可以任意大。当线程池中的线程都处于活动状态时，线程池会创建新的线程来处理新任务，否则就会利用空闲的线程来处理新任务。线程池中的空闲线程都有超时机制，这个超时时长为60秒，超过60秒闲置线程就会被回收。和FixedThreadPool不同的是，CachedThreadPool的任务队列其实相当于一个空集合，这将导致任何任务都会被立即执行，因此在这种情况下SynchronousQueue是无法插入任务的。SynchronousQueue是一个非常特殊的队列，在很多情况下可以把它理解为一个无法储存元素的队列。从CachedThreadPool的特性来看，这类线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务。当整个线程池都处于闲置状态时，线程池中的线程都会超时而被停止，这个时候CachedThreadPool之中实际上是没有任何线程的，它几乎是不占任何系统资源的。newCachedThreadPool方法的实现如下：

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

3.ScheduledThreadPool

通过Executors的newScheduledThreadPool方法来创建。它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数是没有限制的，并且当非核心线程空闲时会被回收。ScheduledThreadPool这类线程池主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。newScheduledThreadPool方法的实现如下所示：

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize){
return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);
}

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize){
super(corePoolSize,Integer.MAX_VALUE,0,NANOSECONDS,new DelayedWorkQueue());
}

4.SingleThreadPool

通过Executors的newSingleThreadExecutor方法来创建。这类线程池内部只有一个核心线程，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序执行。SingleThreadExecutor的意义在于统一所有的外界任务到一个线程中，这使得在这些任务之间不需要处理线程同步的问题。

newSingleThreadExecutor方法的实现如下：

public static ExecotorService newSingleThreadExecutor(){
reutrn new FinalizableDelegatedExecutorService(new ThreadPoolExecutor(1,1,0L,TimeUnit.MILLSECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}