Android多线程：你必须要了解的多线程基础知识汇总

Dear 丶 2022-02-01 02:17 342阅读 0赞

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# 前言 #

*  多线程的应用在开发中非常常见
 *  今天，我将献上一份全面 & 详细的多线程基础知识汇总，希望你们喜欢。

> **Carson带你学多线程系列**  
> 基础汇总  
> [Android多线程：基础知识汇总][Android]  
> 基础使用  
> [Android多线程：继承Thread类使用(含实例教程)][Android_Thread]  
> [Android多线程：实现Runnable接口使用(含实例教程)][Android_Thread]  
> 复合使用  
> [Android多线程：AsyncTask使用教程(含实例讲解)][Android_AsyncTask]  
> [Android多线程：AsyncTask的原理及源码分析][Android_AsyncTask 1]  
> [Android多线程：HandlerThread使用教程(含实例讲解)][Android_HandlerThread]  
> [Android多线程：HandlerThread的原理及源码分析][Android_HandlerThread 1]  
> [Android多线程：IntentService使用教程(含实例讲解)][Android_IntentService]  
> [Android多线程：IntentService的原理及源码分析][Android_IntentService 1]  
> [Android多线程：线程池ThreadPool全方位教学][Android_ThreadPool]  
> 相关使用  
> [Android异步通信：这是一份全面&详细的Handler机制学习攻略][Android_Handler]  
> [Android多线程：手把手教你全面学习神秘的Synchronized关键字][Android_Synchronized]  
> [Android多线程：带你了解神秘的线程变量 ThreadLocal][Android_ ThreadLocal]

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# 目录 #

![示意图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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# 1. 线程 - 介绍 #

### 1.1 定义 ###

一个基本的CPU执行单元 & 程序执行流的最小单元

> 1.  比进程更小的可独立运行的基本单位，可理解为：轻量级进程
> 2.  组成：线程ID + 程序计数器 + 寄存器集合 + 堆栈
> 3.  注：线程自己不拥有系统资源，与其他线程共享进程所拥有的全部资源。

### 1.2 作用 ###

减少程序在并发执行时所付出的时空开销，提高操作系统的并发性能。

### 1.3 状态说明 ###

拥有类似于进程的**就绪、阻塞、运行**3种基本状态，具体如下图：

![示意图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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# 2. 线程分类 #

线程主要分为：守护线程、非守护线程（用户线程）

### 2.1 守护线程 ###

*  定义：守护用户线程的线程，即在程序运行时为其他线程提供一种通用服务
 *  常见：如 垃圾回收线程
 *  设置方式：

//设置该线程为守护线程
    thread.setDaemon(true)；

### 2.2 非守护线程（用户线程） ###

主要包括：主线程 & 子线程。

#### a. 主线程（UI线程） ####

*  定义：Android系统在程序启动时会自动启动一条主线程
 *  作用：处理四大组件与用户进行交互的事情（如UI、界面交互相关）
 *  注：因为用户随时会与界面发生交互，因此主线程任何时候都必须保持很高的响应速度，所以主线程不允许进行耗时操作，否则会出现ANR

#### b. 子线程（工作线程） ####

*  定义：手动创建的线程
 *  作用：耗时的操作（网络请求、I/O操作等）

### 2.3 守护线程 与 非守护线程的区别 ###

区别：虚拟机是否已退出：

*  当所有用户线程结束时，因为没有守护的必要，所以守护线程也会终止，虚拟机也同样退出；
 *  反过来，只要任何用户线程还在运行，守护线程就不会终止，虚拟机就不会退出

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# 3. 线程优先级 #

### 3.1 表示 ###

线程优先级分为10个级别，分别用Thread类常量表示。

// 譬如：
    Thread.MIN_PRIORITY // 优先级1
    Thread.MAX_PRIORITY // 优先级10

### 3.2 设置 ###

*  通过方法`setPriority(int grade)`进行优先级设置
 *  默认线程优先级是5，即 `Thread.NORM_PRIORITY`

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# 4. 多线程 - 介绍 #

### 4.1 定义 ###

多个线程同时进行，即多个任务同时进行

> 1.  其实，计算机任何特定时刻只能执行一个任务；
> 2.  多线程只是一种错觉：只是因为JVM快速调度资源来轮换线程，使得线程不断轮流执行，所以看起来好像在同时执行多个任务而已

### 4.2 作用 ###

Android官方声明：在多线程编程时有两大原则：

1.  不要阻塞UI线程（即主线程）：单线程会导致主线程阻塞，然后出现ANR错误：主线程被阻塞超过5s则会出现错误
2.  不要在UI线程之外更新UI组件

所以，我们需要多线程（1个主线程+x个工作线程）来解决上述两个问题：

*  将耗时任务放在**工作线程**中进行

> 对应原则：不要阻塞UI线程（即主线程），即当我们有耗时的任务，如果在UI线程中执行，那就会阻塞UI线程了，必须要抛到工作线程中去执行；

*  将更新UI组件放在**主线程**中进行

> 对应原则：不要在UI线程之外访问UI组件，即更新UI组件时，一定得在UI线程里执行，故需要在工作线程中执行的任务结果返回到UI线程中去更新组件

### 4.3 应用场景 ###

*  将耗时任务从主线程抛到工作线程中进行
 *  将更新UI组件任务从工作线程抛到主线程中进行

### 4.4 实现方式 ###

Android多线程实现方式包括：  
![示意图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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# 5. 线程调度 #

### 5.1 调度方式 ###

*  当系统存在大量线程时，系统会通过**时间片轮转**的方式调度线程，因此线程不可能做到绝对的并发
 *  处于就绪状态（Runnable）的线程都会进入到线程队列中等待CPU资源

> 同一时刻在线程队列中可能有很多个

*  在采用时间片的系统中，每个线程都有机会获得CPU的资源以便进行自身的线程操作；当线程使用CPU资源的时间到后，即时线程没有完成自己的全部操作，JVM也会中断当前线程的执行，把CPU资源的使用权切换给下一个队列中等待的线程。

> 被中断的线程将等待CPU资源的下一次轮回，然后从中断处继续执行

### 5.2 调度优先级 ###

Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程，并根据以下规则进行调度：

1.  根据线程优先级（高-低），将CPU资源分配给各线程
2.  具备相同优先级的线程以轮流的方式获取CPU资源

### 5.3 示例 ###

*  存在A、B、C、D四个线程，其中：A和B的优先级高于C和D（A、B同级，C、D同级）
 *  那么JVM将先以轮流的方式调度A、B，直到A、B线程死亡，再以轮流的方式调度C、D

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# 6. 线程同步 #

*  定义：当线程A使用同步方法A时，其他线程必须等到线程A使用完同步方法A后才能使用
 *  同步方法用关键字 `Synchronized` 进行修饰

public synchronized void Sb_Android(){
            }

*  关于关键字**Synchronized**的介绍请看文章：[Java：手把手教你全面学习神秘的Synchronized关键字][Java_Synchronized]

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# 7. 线程联合 #

*  定义：线程A在占有CPU资源期间，通过调用join()方法中断自身线程执行，然后运行联合它的线程B，直到线程B执行完毕后线程A再重新排队等待CPU资源，这个过程称为线程A联合线程B
 *  线程A联合线程B，即在线程A的执行操作里定义：

B.join();

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# 8. 进程 - 介绍 #

### 8.1 定义 ###

是进程实体的运行过程 & 系统进行资源分配和调度的一个独立单位

### 8.2 作用 ###

使多个程序可 并发执行，以提高系统的资源利用率和吞吐量  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 8.3 进程状态说明（前三个为基础状态） ###

> 注意 就绪、阻塞状态的区别：
> 
> 1.  就绪状态：进程缺少的资源 = 处理机，只要获得处理机资源立即执行
> 2.  等待状态：指 进程缺少其他资源（除了处理机） / 等待某一事件

### 8.4 状态转换 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

![示意图][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

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# 9. 线程与进程的区别 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9jYXJzb25oby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

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# 10. 单/多进程、单/多线程的区别 #

假设：进程 = 桌子，单线程 = 1个人吃饭

*  单进程、单线程：一个人在一个桌子上吃饭
 *  单进程、多线程：多个人在同一个桌子上一起吃饭
 *  多进程、单线程：多个人每个人在自己的桌子上吃饭

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# 11. 总结 #

*  本文主要全面介绍了多线程中的基础知识
 *  **Carson带你学多线程系列**

> 基础汇总  
> [Android多线程：多线程基础知识汇总][Android]  
> 基础使用  
> [Android多线程：继承Thread类使用(含实例教程)][Android_Thread]  
> [Android多线程：实现Runnable接口使用(含实例教程)][Android_Thread]  
> 复合使用  
> [Android多线程：AsyncTask使用教程(含实例讲解)][Android_AsyncTask]  
> [Android多线程：AsyncTask的原理及源码分析][Android_AsyncTask 1]  
> [Android多线程：HandlerThread使用教程(含实例讲解)][Android_HandlerThread]  
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> 相关使用  
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