Android並發編程

標籤：

Android的並發編程，即多線程開發，而Android的多線程開發模型也是源於Java中的多執行緒模式。
所以本篇也會先講一些Java中的多線程理念，再講解具體涉及的類，最後深入Android中的並發情境和實踐。

並發什麼是並發

舉個很簡單的栗子，當你一邊在擼擼擼，一邊在看小視頻，同時在做兩件事，這就是並發。

咳，年輕人節制啊。

並發的好處提高資源使用率

當一個任務並沒有完全佔用系統資源，就可以利用並發來提高資源使用率，同時也能更快地完成任務。

當你的右手在幹些什麼的時候，左手是不是在沒事做呢？那就也用起來唄。
(某次聚會，一名騎馬的漢子說自己左右互搏(lu)特厲害）。

在程式任務上更加精簡

就拿上一個栗子來說，左手做什麼，右手做什麼，任務明確分配好，又能同時進行，既提高了效率，邏輯又清晰。

更好的響應程式

這個拿Android用戶端舉個栗子，上傳圖片時，當前介面還是正常運轉沒有卡死，圖片也正常上傳，既保證了介面被響應，又保證圖片可以上傳。

並發的風險並發的代價

• 需要佔用更多的資源。
• 設計好一個並發程式並不容易。
• 並發的資源互動問題複雜。

並發的隱患

• 濫用資源導致系統不穩定
• 結果與預期不符
• 出現BUG難以排查

線程篇進程是什麼

就拿Android中的App來說，一般來說一個app就是一個進程，（除了特殊的手段開啟了多個進程，這裡不深入這個話題，就是一個一對多的關係）。

線程是什麼

進程只是一個程式、任務的統稱，但是卻不能執行任務，真正執行任務的是線程，所以線程是由進程建立的，一個進程可以建立多個線程。

線程可以調度資源等等，在這裡只需要瞭解大致的概念就好，如果要深入可以學習一下作業系統。

進程與線程的關係

人腦就相當於是CPU，想做一件事的時候，這個任務就是一個進程了，需要運用手腳等器官去完成這個任務，而手腳器官就可以理解成一個個線程，去做了不同的事，從而完成任務。

單線程

還是用Android舉栗子，當你在手機上操作的時候，這個被稱之為UI線程（之後會詳解）。而一個最基本的app，不需要複雜的功能時，就只有一個UI線程和我們互動，那麼這個app就是個單線程的。一般的程式面向使用者的線程就是UI線程，也稱之為主線程，單線程程式，其實就是只有一個主線程的程式。

多線程

多個進程可以算是並發，但是我們所說的並發情境，大部分是在一個進程中的，而並發就是由線程完成的，多個線程同時執行任務，就稱之為並發。

以下為多線程工作：

多線程並發過程中會遇到的問題1. 資源共用

A線程要寫檔案C，B線程也要寫檔案C，這個時候就好像你拿著兩隻筆同時往紙上寫東西，寫出來的是什麼自己也不知道。

這個時候我們需要一個類似於鎖的東西，當C被A在寫的時候，B不能寫，B要等A寫完了才能繼續寫。

至於這個鎖到底是什麼會在後面繼續講到。

3. 死結問題

死結的四個條件是：

• 禁止搶佔：no preemption

• 持有和等待：hold and wait

• 互斥：mutual exclusion

• 迴圈等待：circular waiting

預防死結就是至少破壞這四個條件其中一項，即破壞“禁止搶佔”、破壞“持有等待”、破壞“資源互斥”和破壞“迴圈等待”。

舉個例子：

A在B那邊割包皮，B把A割壞了，A佔著B的床位，要B賠錢，B要A讓出床位才給錢。雙方僵持不下。

線程如何去用

在Java中，線程通常就是指Thread這個類，或者實現了Runnable的類，其實Thread這個類也是實現了Runnable介面的，可以看一下Runnable介面的代碼：

裡面就是一個run方法需要被實現。

再看一下Thread類的聲明：

確實是一個實現了Runnable的類。

那麼Thread類中擁有start()方法，和run()方法，下面用run()方法直接調用
得到資訊：

發現其實和外面的線程是在同一個線程上。

而調用start()方法得到的資訊是：

發現線程名不一樣了，用start會開啟一個新的線程，而run還是在當前線程執行。

另外在Java1.5之後，還有Callable、Future和FutureTask，在這裡就不詳細介紹，還有線程的wait、
yield、sleep等在下一章會一起詳細介紹。

線程的優先順序

在Java中，線程的優先順序有1~10，而預設的是5。1最低，10最高。在Thread類中有三個常量：

• MIN_PRIORITY = 1

• NORM_PRIORITY = 5

• MAX_PRIORITY = 10

在同一個線程池中的線程優先順序是相同的。

JVM會根據線程的優先順序去搶先調度，然而線程的優先順序只能保證搶佔資源的機率較大，並不能保障線程的執行順序，所以不能過於依賴設定線程的優先順序。

線程池

頻繁地建立和銷毀線程會導致效能大幅度降低，這肯定不是你希望的。

線程池的出現，就是為瞭解決這個問題，根據java中提供不同的線程池機制，有效地提高資源使用率。

直接在代碼中建立Thread、Runnable去start或者run容易出現不可預測的問題，在java1.5開始，引入了java.util.concurrent包，其中有個並發的架構：Executor，使用ExecutorService替代直接操作線程類，而Executors是用來建立線程池的，內部提供了很多靜態方法去建立你想要的線程池，不需要你再手動去建立實現。
看一下關於Executor中的類和介面的大致的成員與關係：

關於這些類如何使用，以及有什麼特性，下一章會作介紹。

隊列

在java中提到隊列肯定會想起Queue,而線程隊列用的是BlockingQueue,這是個介面，在concurrent包中有好幾個類實現了這個介面。

介紹一下BlockingQueue常用的方法

	會異常	返回是否成功	會阻塞	設定等待時間
入隊列	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e, timeout, unit)
出隊列	remove()	poll()	take()	poll(time, unit)
查看值	element()	peek()	none	none

安全執行緒鎖

在前面講過死結，死結是由於使用不當引起的一種現象，而這裡的鎖是人工幹預的，讓並發按照你的意思走。

在java中的鎖有synchonrized、Lock。鎖的出現主要是為瞭解決安全執行緒問題。

關於線程的狀態會在下一章講鎖的機制時候再講，因為線程的狀態會影響到鎖。

安全執行緒的集合

因為多線程訪問資源可能會造成資料不一致或者資料汙染，而某些集合會用一些鎖或者同步機製做了處理。

安全執行緒的集合有：HashTable、SynchronizedCollection、ConcurrentHashMap、Vector等。

線程安不安全的首要前提是在多線程訪問同一個對象的情況下。

Android並發編程