Android开发 - Thread 线程UI主线程与后台运行多线程解析

什么是线程

• 线程就像是一条小路，允许程序在运行时同时做多件事。可以把它想象成一条跑道上跑步的跑者，而整个程序就是操场

线程的基本概念

• 线程是程序执行的基本单元。每个程序至少有一个线程（主线程），它负责执行程序中的代码

• 多线程：多个线程同时在运行，类似于操场上有多个跑步的跑者。这样可以让程序同时做更多的事情，例如同时下载文件和处理用户输入

为什么要用线程

• 提高效率：线程允许程序同时进行多项任务，例如：
  • 下载文件的同时显示进度条
  • 处理数据的同时响应用户点击
• 改善用户体验：如果一个应用程序只使用主线程（UI线程）来做所有的工作，比如下载数据或读取文件，用户界面可能会变得迟缓或无响应。使用线程可以避免这种情况，保持应用流畅

线程的工作原理

• 主线程（UI线程）：这是程序启动时默认的线程，它处理用户界面和用户交互。主线程不能做耗时操作，比如网络请求，否则界面会变得卡顿

• 后台线程：用于执行耗时的操作，比如下载文件、处理大数据等。后台线程不会阻塞主线程，可以让主线程继续响应用户操作

线程的主要方法

• thread.start()：启动一个新线程。当调用 thread.start() 方法时，线程会从 run() 方法开始执行

  Thread thread = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          // 这是线程要做的工作
      }
  });
  thread.start(); // 启动线程
  

• run()：定义线程要执行的代码。当线程启动时，run() 方法里的代码会被执行

  new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("线程在运行");
      }
  }).start();
  

• thread.sleep(long millis)：当前线程暂停执行指定的时间（毫秒）。thread.sleep() 方法使线程暂停执行

  try {
      Thread.sleep(2000); // 休眠2秒
  } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
  }
  

  • 参数解析：
    • millis：当前线程暂停执行指定的时间（毫秒）

• thread.join()：等待当前线程完成。调用 thread.join()可以等到另一个线程结束

  Thread thread = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("线程正在执行任务");
      }
  });
  thread.start();
  try {
      thread.join(); // 等待线程完成
  } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
  }
  

• thread.interrupt()：中断线程的休眠或等待状态。它会中断线程的等待或休眠状态，并引发 InterruptedException

  Thread thread = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          try {
              Thread.sleep(5000); // 休眠5秒
          } catch (InterruptedException e) {
              System.out.println("线程被中断");
          }
      }
  });
  thread.start();
  thread.interrupt(); // 中断线程
  

• thread.isAlive()：检查线程是否还在运行

  Thread thread = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          // 执行任务
      }
  });
  thread.start();
  System.out.println("线程是否还活着: " + thread.isAlive());
  

• thread.setPriority(int priority)：分配不同的任务优先级。优先级高的线程会优先获得CPU时间

  Thread thread = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          // 执行任务
      }
  });
  thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 设置最高优先级
  thread.start();
  

  • 参数解析：
    • priority：设置线程的优先级。通常取值为：Thread.MIN_PRIORITY、Thread.NORM_PRIORITY、Thread.MAX_PRIORITY

主要方法总结

• 线程（Thread）是使程序可以同时执行多个任务的工具。主要方法包括：
  • start()：启动线程，让它开始工作
  • run()：定义线程要执行的代码
  • sleep(long millis)：让线程暂停执行指定的时间
  • join()：等待线程完成任务
  • interrupt()：中断线程的休眠或等待状态
  • isAlive()：检查线程是否还在运行
  • setPriority(int priority)：设置线程的优先级

创建和使用线程

简单的线程

• 在后台做一个简单的任务，比如打印一条消息。可以创建一个线程来完成这个任务，而不会影响到主线程

  // 创建一个新的线程
  new Thread(new Runnable() {
      // 定义了线程中要执行的任务
      @Override
      public void run() {
          // 这是在后台线程中运行的代码
          System.out.println("后台任务执行中...");
      }
  // 启动线程，线程开始执行run()方法中的代码
  }).start();
  

线程池

• 如果有很多任务需要处理，创建和管理大量线程会很麻烦。线程池是一个很好的解决方案，它可以重用线程，管理线程的创建和销毁

  // 创建一个线程池，最多同时运行4个线程
  ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
  // 将任务提交给线程池执行
  executor.submit(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          // 执行后台任务
          System.out.println("线程池中的任务执行中...");
      }
  });
  //关闭线程池，不再接受新任务
  executor.shutdown(); // 关闭线程池
  

线程与用户界面更新

• 只有主线程可以更新用户界面。如果后台线程需要更新UI，可以使用以下方法：

  • runOnUiThread()：可以在主线程中执行代码

    runOnUiThread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 更新用户界面
            myTextView.setText("更新了UI!");
        }
    });
    

  • Handler：用于在主线程和其他线程之间传递消息和任务

    Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
    handler.post(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 更新UI
            myTextView.setText("更新了UI!");
        }
    });
    

常见问题

• 死锁：当两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致所有线程都无法继续运行。避免死锁的方法包括避免嵌套锁定和确保锁的获取顺序一致

• 资源竞争：当多个线程同时访问共享资源而导致的冲突。使用同步机制（如 synchronized 关键字或 Lock 类）可以避免资源竞争

总结

• 线程允许程序同时进行多个任务，提高效率和用户体验

• 使用线程可以保持应用的流畅性，避免界面冻结

• 线程池是管理大量线程的有效工具

• 线程与UI更新需要特别注意，通常使用runOnUiThread()或 Handler 来确保UI更新在主线程中进行