Android 多線程：Thread理解和使用總結(jié)

Android Thread目錄.png

一、Android中的Thread

定義：線程，可以看作是進(jìn)程的一個實體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，它是比進(jìn)程更小的能獨立運行的基本單位。

1.1 Thread主要函數(shù)

函數(shù)名 作用
run() 線程運行時所執(zhí)行的代碼
start() 啟動線程
sleep()/sleep(long millis) 線程休眠，進(jìn)入阻塞狀態(tài)，sleep方法不會釋放鎖（其它線程不會進(jìn)入synchronized方法體或方法塊，不釋放鎖需要try/catch）
yield() 線程交出CPU，但是不會阻塞而是重置為就緒狀態(tài)，不會釋放鎖
join()/join(long millis)/join(long millis,int nanoseconds) 線程插隊，當(dāng)該子線程執(zhí)行完畢后接著執(zhí)行其它
wait() 進(jìn)入阻塞狀態(tài)，釋放鎖（其它線程可以進(jìn)入synchronized方法體或方法塊，釋放鎖不需要try/catch）
interrupt() 中斷線程，注意只能中斷阻塞狀態(tài)的線程
getId() 獲取當(dāng)前線程的id
getName()/setName() 獲取和設(shè)置線程的name
getPriority()/setPriority() 獲取和設(shè)置線程的優(yōu)先級，范圍1-10，默認(rèn)是5
setDaemon()/isDaemo() 設(shè)置和獲取是否守護(hù)線程
currentThread() 靜態(tài)函數(shù)獲取當(dāng)前線程

1.2 Thread的幾種狀態(tài)

  • 新建狀態(tài)（new）：實例化之后進(jìn)入該狀態(tài)；
  • 就緒狀態(tài)（Runnable）：線程調(diào)用start()之后就緒狀態(tài)等待cpu執(zhí)行，注意這時只是表示可以運行并不代表已經(jīng)運行；
  • 運行狀態(tài)（Running）：線程獲得cpu的執(zhí)行，開始執(zhí)行run()方法的代碼；
  • 阻塞狀態(tài)（Blocked）：線程由于各種原因進(jìn)入阻塞狀態(tài)：join()、sleep()、wait()、等待觸發(fā)條件、等待由別的線程占用的鎖；
  • 死亡狀態(tài)（Dead）：線程運行完畢或異常退出，可使用isAlive()獲取狀態(tài)。

二、Android中Thread的使用

這里寫出三種使用方式：
1. 繼承Thread，重寫run()方法。
使用時直接new并且start()。（不知道什么時候run()方法變成重寫了，以前可是沒有 @Override）

    public class MyThread extends Thread{

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            // do something
        }
    }

    // Thread使用
    public void goThread(){
        new MyThread().start();
    }

2. 實現(xiàn)Runnable，重寫run()方法來執(zhí)行任務(wù)。

    public class MyRunnable implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            // do something
        }
    }

    new Thread(new MyRunnable()).start();

另一種啟動方式

    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            
        }
    }).start();

3. 通過Handler啟動線程。
首先定義好Handler和Runnable ：

    private int count = 0;
    private Handler mHandler = new Handler();

    private Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Log.i("download",Thread.currentThread().getName()+":"+count);
            count ++;
            mHandler.postDelayed(runnable,1000); // 執(zhí)行后延遲1000毫秒再次執(zhí)行，count已++
        }
    };

然后使用mHandler的post()方法執(zhí)行線程。當(dāng)上方的Runnable執(zhí)行后里面定義了mHandler.postDelayed(runnable,1000);開啟延遲1000毫秒后再次執(zhí)行。

  findViewById(R.id.btn_download).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            mHandler.post(runnable); // handler運行runnable
        }
    });

三、Thread使用其它問題

3.1 如何終止線程

1. 使用boolean變量作為標(biāo)記
如下，如果變量stop為true則跳出run()方法。關(guān)鍵字volatile表示這個變量隨時都有可能發(fā)生變化，主要是表示同步，也就是同一時刻只能由一個線程來修改該變量的值。

public class ThreadStopTest extends Thread {

    public volatile boolean stop = false;
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        while (!stop){
            // thread runing
        }
    }
    
}

2. 使用interrupt()
該方法可以用來中斷進(jìn)程，然后就可以終止線程，使用該方法分兩種情況，線程正常運行狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。

（1） 線程正常運行狀態(tài)
要注意的是interrupt()方法只是中斷線程而不是結(jié)束線程，在線程正常運行狀態(tài)下使用該方法是不能結(jié)束線程的，正確的做法是判斷線程是否被中斷來決定是否執(zhí)行代碼。這種方法類似于自定義標(biāo)記?？匆幌率纠?/p> 

...
    // 定義開始和結(jié)束線程的方法，與按鈕綁定
    public void goThread(){
        if(null == myThread){
            myThread = new MyThread();
        }
        myThread.start();
    }
    private void stopThread() {
        if(null != myThread && myThread.isAlive()){
            myThread.interrupt();
            myThread = null;
        }
    }

    public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            // 判斷狀態(tài)，如果被打斷則跳出并將線程置空
            while (!isInterrupted()){
                i++;
                Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
            }
        }
    }

（2） 線程阻塞狀態(tài)
先看下面的例子，重新寫了一個SleepThread，開啟和停止的代碼省略。這個線程里每間隔1s循環(huán)增加i的值并打印。

    public class SleepThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            while(true){
                try {
                    i++;
                    Thread.sleep(1000);
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+"異常拋出，停止線程");
                    break;
                }
            }

        }
    }

當(dāng)我開始和終止該線程后Log如下：

10-14 19:46:57.562 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:1
10-14 19:46:58.562 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:2
...
10-14 19:47:01.564 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142:Running()_Count:5
10-14 19:47:01.931 32024-32227/com.sky.androidthreadapp I/thread: Thread-16142異常拋出，停止線程

可以看到調(diào)用interrupt()方法后拋出InterruptedException異常，同時break跳出循環(huán)達(dá)到停止跑代碼的作用。原理是當(dāng)線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)時，調(diào)用interrupt()方法會拋出異常，利用這個異常來跳出循環(huán)。
（3） 兩種狀態(tài)一起處理
此外，把兩種狀態(tài)的處理結(jié)合在一起是比較好的，這樣既可以及時判斷線程狀態(tài)又可以捕獲異常來跳出循環(huán)。

    public class SleepThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            int i = 0;
            while(!isInterrupted()){  // 判斷線程是否被打斷
                try {
                    i++;
                    Thread.sleep(1000);
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+":Running()_Count:"+i);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.i("thread",Thread.currentThread().getName()+"異常拋出，停止線程");
                    break;// 拋出異常跳出循環(huán)
                }
            }

        }
    }

3. 使用stop()方法終止線程
恕我直言，這個方法就忽略吧，這個相當(dāng)于強制關(guān)機，萬一數(shù)據(jù)丟失得不償失。

3.2 線程安全與線程同步

1. 什么是線程安全問題
簡單地說，線程安全問題是指多個線程訪問同一代碼或數(shù)據(jù)，造成結(jié)果和數(shù)據(jù)的錯亂或與期望的結(jié)果不同所產(chǎn)生的問題。
2. 如何解決線程安全問題

基本上所有的并發(fā)模式在解決線程安全問題的問題上，都采用“序列化訪問臨界資源”的方案，即在同一時刻只能有一個線程訪問臨界資源（多個線程可能同時訪問的數(shù)據(jù)或資源），也稱同步互斥訪問。

（1） synchronized 關(guān)鍵字，保證同時刻只有一個線程進(jìn)入該方法或者代碼塊，使用方式（Tips：java中有很多方式來實現(xiàn)線程同步，我們常用的synchronized是效率最低的...但是它方便啊）：

  • 線程run()方法中要執(zhí)行的代碼方法添加synchronized關(guān)鍵字，注意要添加在方法的返回值前。
   int count = 100;
   private synchronized void count() {
        if (count > 0) {
            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
        } else {
            isRunning = false;
        }
    }
  • 同步代碼塊的形式使用。
  private void count() {
        synchronized (this) {
            if (count > 0) {
                Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
            } else {
                isRunning = false;
            }
        }
    }

（2） 特殊域變量volatile修飾變量：告訴虛擬機該變量隨時可能更新，因此使用時每次都會重新計算，而不是使用寄存器的值。volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量。(不能完全保證線程安全)

private volatile int count = 1000;

（3）使用重入鎖實現(xiàn)線程同步。

  • ReentrantLock() : 創(chuàng)建一個ReentrantLock實例
  • lock() :獲得鎖
  • unlock() : 釋放鎖
    private void count() {
        lock.lock();
        if (count > 0) {
            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName() + "--->" + count--);
        } else {
            isRunning = false;
        }
        lock.unlock();
    }

（4）ThreadLocal管理變量。如果一個變量使用ThreadLocal進(jìn)行管理，每一個使用該變量的線程都會獲得該變量的副本，副本之間相互獨立，所以每個線程都可以修改變量而不會對其它線程造成影響。

    private static ThreadLocal<Integer> number = new ThreadLocal<Integer>(){
        // 重寫方法，設(shè)置默認(rèn)值
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 1;
        }
        // 自定義方法設(shè)置變量值
        public void saveNumber(int newNumber){
            number.set(number.get() + newNumber);
        }
        // 自定義方法獲取變量值
        public int getNumber(){
            return number.get();
        }
    };

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