Android线程管理之ThreadPoolExecutor自定义线程池

比眉伴天荒 2022-11-24 12:55 231阅读 0赞

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前言：

今天来学习一下ThreadPoolExecutor，然后结合使用场景定义一个按照线程优先级来执行的任务的线程池。

线程管理相关文章地址：

*  [Android线程管理之Thread使用总结][Android_Thread]
 *  [Android线程管理之ExecutorService线程池][Android_ExecutorService]
 *  [Android线程管理之ThreadPoolExecutor自定义线程池][Android_ThreadPoolExecutor]
 *  [Android线程管理之AsyncTask异步任务][Android_AsyncTask]
 *  [Android线程管理之ThreadLocal理解及应用场景][Android_ThreadLocal]

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor线程池用于管理线程任务队列、若干个线程。

1.）ThreadPoolExecutor构造函数

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

corePoolSize： 线程池维护线程的最少数量  
　　maximumPoolSize：线程池维护线程的最大数量  
　　keepAliveTime： 线程池维护线程所允许的空闲时间  
　　unit： 线程池维护线程所允许的空闲时间的单位  
　　workQueue： 线程池所使用的缓冲队列  
　　threadFactory：线程池用于创建线程  
　　handler： 线程池对拒绝任务的处理策略

2.）**创建新线程**

默认使用Executors.defaultThreadFactory()，也可以通过如下方式

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

/**
         * 创建线程工厂
         */
        private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
            private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
    
            @Override
            public Thread newThread(Runnable runnable) {
                return new Thread(runnable, "download#" + mCount.getAndIncrement());
            }
        };

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

3.）**线程创建规则**

ThreadPoolExecutor对象初始化时，不创建任何执行线程，当有新任务进来时，才会创建执行线程。构造ThreadPoolExecutor对象时，需要配置该对象的核心线程池大小和最大线程池大小

1. 当目前执行线程的总数小于核心线程大小时，所有新加入的任务，都在新线程中处理。  
　　2. 当目前执行线程的总数大于或等于核心线程时，所有新加入的任务，都放入任务缓存队列中。  
　　3. 当目前执行线程的总数大于或等于核心线程，并且缓存队列已满，同时此时线程总数小于线程池的最大大小，那么创建新线程，加入线程池中，协助处理新的任务。  
　　4. 当所有线程都在执行，线程池大小已经达到上限，并且缓存队列已满时，就rejectHandler拒绝新的任务。

4.）默认的RejectExecutionHandler拒绝执行策略

1. AbortPolicy 直接丢弃新任务，并抛出RejectedExecutionException通知调用者，任务被丢弃  
　　2. CallerRunsPolicy 用调用者的线程，执行新的任务，如果任务执行是有严格次序的，请不要使用此policy  
　　3. DiscardPolicy 静默丢弃任务，不通知调用者，在处理网络报文时，可以使用此任务，静默丢弃没有几乎处理的报文  
　　4. DiscardOldestPolicy 丢弃最旧的任务，处理网络报文时，可以使用此任务，因为报文处理是有时效的，超过时效的，都必须丢弃

我们也可以写一些自己的RejectedExecutionHandler，例如拒绝时，直接将线程加入缓存队列，并阻塞调用者，或根据任务的时间戳，丢弃超过限制的任务。

5.）任务队列BlockingQueue

排队原则

1. 如果运行的线程少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。

2. 如果运行的线程等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。

3. 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。

常见几种BlockingQueue实现

1. ArrayBlockingQueue : 有界的数组队列  
　　2. LinkedBlockingQueue : 可支持有界/无界的队列，使用链表实现  
　　3. PriorityBlockingQueue : 优先队列，可以针对任务排序  
　　4. SynchronousQueue : 队列长度为1的队列，和Array有点区别就是：client thread提交到block queue会是一个阻塞过程，直到有一个worker thread连接上来poll task。

6.)线程池执行

execute()方法中，调用了三个私有方法  
　　addIfUnderCorePoolSize()：在线程池大小小于核心线程池大小的情况下，扩展线程池  
　　addIfUnderMaximumPoolSize()：在线程池大小小于线程池大小上限的情况下，扩展线程池  
　　ensureQueuedTaskHandled()：保证在线程池关闭的情况下，新加入队列的线程也能正确处理

7.）线程池关闭

shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务  
　　shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务

ThreadPoolExecutor实现优先级线程池

1.）定义线程优先级枚举

/**
     * 线程优先级
     */
    public enum Priority {
        HIGH, NORMAL, LOW
    }

2.）定义线程任务

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

/**
     * 带有优先级的Runnable类型
     */
    /*package*/ class PriorityRunnable implements Runnable {
    
        public final Priority priority;//任务优先级
        private final Runnable runnable;//任务真正执行者
        /*package*/ long SEQ;//任务唯一标示
    
        public PriorityRunnable(Priority priority, Runnable runnable) {
            this.priority = priority == null ? Priority.NORMAL : priority;
            this.runnable = runnable;
        }
    
        @Override
        public final void run() {
            this.runnable.run();
        }
    }

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

3.）定义一个PriorityExecutor继承ThreadPoolExecutor

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

public class PriorityExecutor extends ThreadPoolExecutor {
    
        private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;//核心线程池大小
        private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 256;//最大线程池队列大小
        private static final int KEEP_ALIVE = 1;//保持存活时间，当线程数大于corePoolSize的空闲线程能保持的最大时间。
        private static final AtomicLong SEQ_SEED = new AtomicLong(0);//主要获取添加任务
    
        /**
         * 创建线程工厂
         */
        private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
            private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
    
            @Override
            public Thread newThread(Runnable runnable) {
                return new Thread(runnable, "download#" + mCount.getAndIncrement());
            }
        };
    
    
        /**
         * 线程队列方式 先进先出
         */
        private static final Comparator<Runnable> FIFO = new Comparator<Runnable>() {
            @Override
            public int compare(Runnable lhs, Runnable rhs) {
                if (lhs instanceof PriorityRunnable && rhs instanceof PriorityRunnable) {
                    PriorityRunnable lpr = ((PriorityRunnable) lhs);
                    PriorityRunnable rpr = ((PriorityRunnable) rhs);
                    int result = lpr.priority.ordinal() - rpr.priority.ordinal();
                    return result == 0 ? (int) (lpr.SEQ - rpr.SEQ) : result;
                } else {
                    return 0;
                }
            }
        };
    
        /**
         * 线程队列方式 后进先出
         */
        private static final Comparator<Runnable> LIFO = new Comparator<Runnable>() {
            @Override
            public int compare(Runnable lhs, Runnable rhs) {
                if (lhs instanceof PriorityRunnable && rhs instanceof PriorityRunnable) {
                    PriorityRunnable lpr = ((PriorityRunnable) lhs);
                    PriorityRunnable rpr = ((PriorityRunnable) rhs);
                    int result = lpr.priority.ordinal() - rpr.priority.ordinal();
                    return result == 0 ? (int) (rpr.SEQ - lpr.SEQ) : result;
                } else {
                    return 0;
                }
            }
        };
    
        /**
         * 默认工作线程数5
         *
         * @param fifo 优先级相同时, 等待队列的是否优先执行先加入的任务.
         */
        public PriorityExecutor(boolean fifo) {
            this(CORE_POOL_SIZE, fifo);
        }
    
        /**
         * @param poolSize 工作线程数
         * @param fifo     优先级相同时, 等待队列的是否优先执行先加入的任务.
         */
        public PriorityExecutor(int poolSize, boolean fifo) {
            this(poolSize, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS, new PriorityBlockingQueue<Runnable>(MAXIMUM_POOL_SIZE, fifo ? FIFO : LIFO), sThreadFactory);
        }
    
        public PriorityExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory) {
            super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory);
        }
    
        /**
         * 判断当前线程池是否繁忙
         * @return
         */
        public boolean isBusy() {
            return getActiveCount() >= getCorePoolSize();
        }
    
        /**
         * 提交任务
         * @param runnable
         */
        @Override
        public void execute(Runnable runnable) {
            if (runnable instanceof PriorityRunnable) {
                ((PriorityRunnable) runnable).SEQ = SEQ_SEED.getAndIncrement();
            }
            super.execute(runnable);
        }
    }

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

里面定义了两种线程队列模式： FIFO（先进先出） LIFO（后进先出） 优先级相同的按照提交先后排序

4.）测试程序

![复制代码][aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]

ExecutorService executorService = new PriorityExecutor(5, false);
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                PriorityRunnable priorityRunnable = new PriorityRunnable(Priority.NORMAL, new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName()+"优先级正常");
                    }
                });
                if (i % 3 == 1) {
                    priorityRunnable = new PriorityRunnable(Priority.HIGH, new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName()+"优先级高");
                        }
                    });
                } else if (i % 5 == 0) {
                    priorityRunnable = new PriorityRunnable(Priority.LOW, new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            Log.e(TAG, Thread.currentThread().getName()+"优先级低");
                        }
                    });
                }
                executorService.execute(priorityRunnable);
            }

[Android_Thread]: http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5603277.html
[Android_ExecutorService]: http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5607734.html
[Android_ThreadPoolExecutor]: http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5610903.html
[Android_AsyncTask]: http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5614937.html
[Android_ThreadLocal]: http://www.cnblogs.com/whoislcj/p/5811989.html
[aHR0cHM6Ly9jb21tb24uY25ibG9ncy5jb20vaW1hZ2VzL2NvcHljb2RlLmdpZg]: /images/20221124/d6d12f3891e7494eaa86c913fe10b3b5.png