所有 Android 应用都使用主线程来处理界面操作。调用长时间运行的 此主线程中的操作可能会导致冻结和无响应。对于 例如,如果您的应用从主线程发出网络请求,那么应用界面 将被冻结,直到收到网络响应。如果您使用 Java 创建额外的后台线程来处理长时间运行的操作 主线程继续处理界面更新。
本指南介绍了使用 Java 编程语言的开发者如何使用 线程池来设置和使用 Android 应用中的多个线程。本指南 以及如何定义要在线程上运行的代码 在这些线程与主线程之间传输
并发库
请务必了解线程及其底层机制的基础知识。不过,也有许多热门库提供更高级别的 这些概念以及现成可用的实用程序来传递数据, 。这些库包括 Guava 和 RxJava(面向 Java 编程语言用户和协程) 我们建议 Kotlin 用户采用这种方法。
在实际操作中,您应该选择最适合您的应用和 但线程的规则保持不变。
示例概览
根据应用架构指南,本主题中的示例将 并将结果返回给主线程,应用随后 可能在屏幕上显示该结果。
具体而言,ViewModel
会调用主线程上的数据层, 触发网络请求。数据层负责移动 在主线程以外执行网络请求并发回结果 发送到主线程
为了将网络请求的执行移出主线程,我们需要 在我们的应用中创建其他线程。
创建多个线程
线程池是一个在各线程中运行任务的托管线程集合 并行处理。新任务在现有线程上执行, 线程变为空闲状态要将任务发送到线程池,请使用 ExecutorService
接口。请注意,ExecutorService
无需执行任何操作。 与 Android 应用组件 Service 配合使用。
创建线程的成本很高,因此您应该仅创建一次线程池, 您的应用初始化时。请务必保存 ExecutorService
的实例 在 Application
类或依赖项注入容器中。 以下示例创建了一个包含四个线程的线程池 运行后台任务。
public class MyApplication extends Application { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4); }
您还可以通过其他方式配置线程池,具体取决于预期 工作负载如需了解详情,请参阅配置线程池。
在后台线程中执行
在主线程上发出网络请求会导致该线程等待,或者 block,直到收到响应。由于线程处于阻塞状态,因此操作系统无法 调用 onDraw()
,而您的应用会卡住,这可能会导致出现 Application Not 响应 (ANR) 对话框。我们改为在后台执行此操作 线程。
发出请求
首先,我们来看看 LoginRepository
类,看看它是如何 网络请求:
// Result.java public abstract class Result<T> { private Result() {} public static final class Success<T> extends Result<T> { public T data; public Success(T data) { this.data = data; } } public static final class Error<T> extends Result<T> { public Exception exception; public Error(Exception exception) { this.exception = exception; } } } // LoginRepository.java public class LoginRepository { private final String loginUrl = "https://example.com/login"; private final LoginResponseParser responseParser; public LoginRepository(LoginResponseParser responseParser) { this.responseParser = responseParser; } public Result<LoginResponse> makeLoginRequest(String jsonBody) { try { URL url = new URL(loginUrl); HttpURLConnection httpConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); httpConnection.setRequestMethod("POST"); httpConnection.setRequestProperty("Content-Type", "application/json; charset=utf-8"); httpConnection.setRequestProperty("Accept", "application/json"); httpConnection.setDoOutput(true); httpConnection.getOutputStream().write(jsonBody.getBytes("utf-8")); LoginResponse loginResponse = responseParser.parse(httpConnection.getInputStream()); return new Result.Success<LoginResponse>(loginResponse); } catch (Exception e) { return new Result.Error<LoginResponse>(e); } } }
makeLoginRequest()
是同步的,并且会阻塞发起调用的线程。为了对 而是有自己的 Result
类。
触发请求
ViewModel
会在用户点按(例如,点按)时触发网络请求, 按钮:
public class LoginViewModel { private final LoginRepository loginRepository; public LoginViewModel(LoginRepository loginRepository) { this.loginRepository = loginRepository; } public void makeLoginRequest(String username, String token) { String jsonBody = "{ username: \"" + username + "\", token: \"" + token + "\" }"; loginRepository.makeLoginRequest(jsonBody); } }
使用前面的代码时,LoginViewModel
会在进行以下操作时阻塞主线程: 网络请求。我们可以使用已实例化的线程池移动 在后台线程上执行
处理依赖项注入
首先,遵循依赖项注入的原则,LoginRepository
它采用 Executor 实例而不是 ExecutorService
,因为它 执行代码而不管理线程:
public class LoginRepository { ... private final Executor executor; public LoginRepository(LoginResponseParser responseParser, Executor executor) { this.responseParser = responseParser; this.executor = executor; } ... }
执行器的 execute() 方法采用 Runnable。Runnable
是 单个抽象方法 (SAM) 接口,包含一个在run()
在被调用时调用线程。
在后台执行
我们再创建一个名为 makeLoginRequest()
的函数,该函数会将执行任务移至后台线程,并暂时忽略响应:
public class LoginRepository { ... public void makeLoginRequest(final String jsonBody) { executor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { Result<LoginResponse> ignoredResponse = makeSynchronousLoginRequest(jsonBody); } }); } public Result<LoginResponse> makeSynchronousLoginRequest(String jsonBody) { ... // HttpURLConnection logic } ... }
在 execute()
方法中,我们使用代码块创建一个新的 Runnable
。 我们想在后台线程中执行(在本例中为同步网络) 请求方法。在内部,ExecutorService
管理 Runnable
和 在可用线程中执行它。
注意事项
应用中的任何线程都可以与其他线程并行运行,包括主线程 所以您应确保代码是线程安全的请注意,在我们的 避免向在线程之间共享的变量写入数据,传递 不可变数据这是一种很好的做法 自己的数据实例,同时避免了同步的复杂性。
如果您需要在线程之间共享状态,则必须小心管理访问权限 从使用同步机制(如锁)的线程中读取数据。这不是 本指南的范围一般来说,您应该避免共享可变状态 之间来回切换。
与主线程通信
在上一步中,我们忽略了网络请求响应。要显示 LoginViewModel
需要知道相关信息。为此,我们可以 使用回调函数。
函数 makeLoginRequest()
应将回调作为参数, 它可以异步返回值。带有结果的回调将调用 在网络请求完成或失败时发送此事件。在 Kotlin 中,我们 使用高阶函数。不过,在 Java 中,我们必须创建一个新的回调 具有相同的功能:
interface RepositoryCallback<T> { void onComplete(Result<T> result); } public class LoginRepository { ... public void makeLoginRequest( final String jsonBody, final RepositoryCallback<LoginResponse> callback ) { executor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { Result<LoginResponse> result = makeSynchronousLoginRequest(jsonBody); callback.onComplete(result); } catch (Exception e) { Result<LoginResponse> errorResult = new Result.Error<>(e); callback.onComplete(errorResult); } } }); } ... }
ViewModel
现在需要实现回调。它可以根据结果执行不同的逻辑:
public class LoginViewModel { ... public void makeLoginRequest(String username, String token) { String jsonBody = "{ username: \"" + username + "\", token: \"" + token + "\" }"; loginRepository.makeLoginRequest(jsonBody, new RepositoryCallback<LoginResponse>() { @Override public void onComplete(Result<LoginResponse> result) { if (result instanceof Result.Success) { // Happy path } else { // Show error in UI } } }); } }
在此示例中,回调在发起调用的线程中执行,该线程是 后台线程。也就是说,您不能直接修改或传达 与界面层相关联,直到您切换回主线程。
使用处理程序
您可以使用 Handler 将要对其他 线程。要指定在哪个线程上运行操作,请构建 Handler
,对线程使用 Looper。Looper
是运行 相关会话的消息循环创建Handler
后, 然后可以使用 post(Runnable) 方法运行 相应的会话。
Looper
包含一个辅助函数 getMainLooper(),用于检索 Looper
。您可以使用以下代码在主线程中运行代码: Looper
用于创建 Handler
。您可能经常会采用这种方式 您还可以将 Handler
的实例保存到 ExecutorService
:
public class MyApplication extends Application { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4); Handler mainThreadHandler = HandlerCompat.createAsync(Looper.getMainLooper()); }
最好将处理程序注入存储库 为您提供更大的灵活性。例如,将来您可能想传入 不同的 Handler
以在单独的线程上调度任务。如果您一直 将 Handler
传递到同一个线程中, 代码库构造函数,如以下示例所示。
public class LoginRepository { ... private final Handler resultHandler; public LoginRepository(LoginResponseParser responseParser, Executor executor, Handler resultHandler) { this.responseParser = responseParser; this.executor = executor; this.resultHandler = resultHandler; } public void makeLoginRequest( final String jsonBody, final RepositoryCallback<LoginResponse> callback ) { executor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { Result<LoginResponse> result = makeSynchronousLoginRequest(jsonBody); notifyResult(result, callback); } catch (Exception e) { Result<LoginResponse> errorResult = new Result.Error<>(e); notifyResult(errorResult, callback); } } }); } private void notifyResult( final Result<LoginResponse> result, final RepositoryCallback<LoginResponse> callback, ) { resultHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { callback.onComplete(result); } }); } ... }
或者,如果您希望提高灵活性,可以将 Handler
传递给每个 函数:
public class LoginRepository { ... public void makeLoginRequest( final String jsonBody, final RepositoryCallback<LoginResponse> callback, final Handler resultHandler, ) { executor.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { Result<LoginResponse> result = makeSynchronousLoginRequest(jsonBody); notifyResult(result, callback, resultHandler); } catch (Exception e) { Result<LoginResponse> errorResult = new Result.Error<>(e); notifyResult(errorResult, callback, resultHandler); } } }); } private void notifyResult( final Result<LoginResponse> result, final RepositoryCallback<LoginResponse> callback, final Handler resultHandler ) { resultHandler.post(new Runnable() { @Override public void run() { callback.onComplete(result); } }); } }
在此示例中,传递到代码库的 makeLoginRequest
调用的回调在主线程上执行。也就是说,您可以直接修改 或使用 LiveData.setValue()
与界面进行通信。
配置线程池
您可以使用其中一个 Executor 辅助函数创建线程池 如上一个示例代码所示。或者 如果您想自定义线程池的详细信息,可以创建一个 ThreadPoolExecutor 实例。您可以配置以下内容 详细信息:
- 初始池大小和最大池大小。
- 保持活跃的时间和时间单位。保持存活时间是 在关闭之前可以保持空闲状态
- 包含
Runnable
任务的输入队列。此队列必须实现 BlockQueue 接口。为了符合应用的要求,您可以 从可用的队列实现中进行选择。如需了解详情,请参阅 ThreadPoolExecutor 概览。
下面的例子根据 处理器核心、1 秒的保持活动时间和输入队列。
public class MyApplication extends Application { /* * Gets the number of available cores * (not always the same as the maximum number of cores) */ private static int NUMBER_OF_CORES = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); // Instantiates the queue of Runnables as a LinkedBlockingQueue private final BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<Runnable>(); // Sets the amount of time an idle thread waits before terminating private static final int KEEP_ALIVE_TIME = 1; // Sets the Time Unit to seconds private static final TimeUnit KEEP_ALIVE_TIME_UNIT = TimeUnit.SECONDS; // Creates a thread pool manager ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor( NUMBER_OF_CORES, // Initial pool size NUMBER_OF_CORES, // Max pool size KEEP_ALIVE_TIME, KEEP_ALIVE_TIME_UNIT, workQueue ); ... }