Android开发多线程总结

线程、进程

1. 进程：指在系统中正在运行的一个应用程序；程序一旦运行就是进程；是系统进行资源分配的基本单位
2. 进程之内独立执行的一个单元执行流。线程是CPU调度和执行的最小单位，包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

为什么要使用多线程

1. 主线程不能执行耗时较长的任务，否则会阻塞UI线程，引起ANR、卡顿等问题（只能在UI线程操作UI视图，不能在子线程中操作）
2. Android 强制要求开发者在发起网络请求时，必须在工作线程，不能在主线程，否则抛出NetworkOnMainThreadException

并发和并行

表示的是CPU执行多个任务的方式
1.单核CPU只能做到并发来充分调度 CPU资源
2.如果使用的是多核CPU才可以做到真正意义上的并行操作

1. 并发：在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是同时在一个处理及上运行，操作系统的时间片分时调度，两件事在同一个时间段内在同一台电脑上完成了从开始到结束的动作，就可以说这两件事是并发的
2. 并行：当系统CPU有一个以上的内核时，当一个内核执行一个进程时另一个内核可以执行另一个进程，两个进程互相不抢占内核资源，可以同时进行这种方式我们称之为并行

同步和异步

同步异步关注的是消息通信机制

1. 同步：发送方发出数据后等待接收方发回响应之后才发下一个数据包的通讯方式，调用者主动等待这个调用的结果
2. 异步：发送方发出数据后不等待接收方发回相应，接着发送下个数据包的通讯方式，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立即得到结果而是在调用发出后，“被调用者”通过状态、通知来通知调用者，或者通过回调函数处理调用

   Handler主要用于异步消息的处理。当发出一个消息之后首先进入一个消息队列，发送消息的函数即可返回而另一个部分逐个的在消息队列中将消息取出，然后对消息进行处理

Android实现多线程的几种方式

1. 基础使用

   • 集成Thread类

     1. 简介

        
        
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     2. 使用步骤

        
        
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     3. 简便使用：匿名类
        使用匿名类创建线程实例可以简化代码，尤其适用于一些简单的线程逻辑，但在复杂的情况下可能会显得不够灵活和可维护。在实际开发中，根据具体情况选择使用匿名类或具名类来创建线程实例。

   • 实现Runnable类
     1. 简介

     
     
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     2. 使用步骤

     
     
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     3. 简便使用：匿名类

   • 继承Thread类和实现Runnable类的区别

     
     
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   • Handler

     1. 作用
        在多线程的应用场景中，将工作线程中需更新UI的操作信息 传递到 UI主线程，从而实现 工作线程对UI的更新处理，最终实现异步消息的处理
     2. 为什么要用Handler消息传递机制

     多个线程并发更新UI的同时保证线程安全

     
     

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线程安全

1. 保证线程并发安全的正确性的关键
   • 原子性
   • 可见性
   • 有序性
2. 为什么会出现线程安全问题
   • Java 内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中，每条线程有自己的工作内存。
   • 线程的工作内存中保存了该线程中用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存。
   • 线程访问一个变量，首先将变量从主内存拷贝到工作内存，对变量的写操作，不会马上同步到主内存。

   • 不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量的传递均需要自己的工作内存和主存之间进行数据同步进行。

     
     
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3. 解决手段
   • volatile线程可见

     • volatile关键字修饰的成员变量可以保证在不同线程之间的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，新的值对其他线程来说是立即可见的
       - volatile保证可见性和有序性，不保证原子性

   • Synchronized同步锁

     • 每个java对象可以作为同步锁是通过一个内置锁或者监视器锁的指令来实现的

       java每个对象都有一个对象头，对象头中有个部分就是用来存储synchronized关键字锁的。
       当线程访问一个同步代码块或者方法时必须得到这把锁，当退出或者抛出异常时会释放这把锁，进入锁释放锁是基于monitor对象来实现同步的，monitor对象主要有两个指令monitorenter（插入到同步代码开始位置）、monitorexit（插入到同步代码结束的时候），JVM会保证每个enter后有exit与之对应，但是可能会有多个exit和同一个enter对应，因为退出的时机不仅仅是方法退出也可能是方法抛出异常。每个对象都有一个monitor与之关联，一旦持有之后，就会处于锁定状态，当线程执行到monitorenter这个指令时，就会尝试获取该对象monitor所有权（尝试获取该对象锁）

     • 锁的优化

       • 长锁不如短锁，尽可能只锁必要部分，只对那些会改变共享资源方法的进行同步
       • 只有共享资源的读写访问才需要同步
       • 避免共享变量，或共享不可变资源
       • 减少锁的颗粒度

   • 原子操作类：AtomicInteger
     • CAS是Compare-and-swap的简写，是一种有名的无锁算法，简单来说，就是指在set之前先比较该值有没有变化，只有在没变的情况才对其赋值
   • ThreadLocal本地副本
     • 是从不共享变量的角度来保证线程安全，如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得变量的副本副本之间相互独立，这样每一个线程都对自己的变量副本进行修改，而不会影响其他线程
     • ThreadLocal实现的是一种线程级别的全局变量，每个线程持有独立的变量副本，所以不存在什么同步问题，与sychronized实现多线程访问共享资源的同步有本质的不同
4. 线程死锁
   死锁发生的根本原因是：在申请锁是发生了交叉闭环申请，即线程在获得了锁A并且没有释放的情况下去申请锁B，这时，另一个线程已经获得了锁B，在释放锁B之前又要先获得锁A因此闭环发生，陷入死锁循环