Android多线程：你必须要了解的多线程基础知识汇总

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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。

目录

示意图

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

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

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

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

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

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

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();

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

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

示意图

9. 线程与进程的区别

在这里插入图片描述

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

11. 总结

• 本文主要全面介绍了多线程中的基础知识
• 接下来，我会继续讲解多线程开发中的其他知识，感兴趣的同学可以继续关注本人的技术博客carson_ho的CSDN博客