进程和线程

进程和线程

标签（空格分隔）： Android API指导

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此文档介绍Android应用的进程和线程是如何工作的。

进程

默认的，同一个应用中的所有组件都是运行在同一个进程。
所有组件在manifest文件中可以通过android:process属性来指定运行的进程。

进程生命周期

Android系统会给每个进程分级，如果系统需要回收内存时，就先销毁优先级低的进程，各层级如下（序号越高，重要性越低，越容易被销毁）：

1. 前台进程
   用户正在使用的，有如下场景：

• 与用户交互的Activity界面（onResume已经执行）
• 绑定到与用户正在交互界面的Service
• 在前台运行的Service（用startForeground启动）
• 正在执行生命周期回调函数的Service（onCreate、onStart、onDestroy）
• 正在执行onReceiver的BroadcastReceiver

一般来说，某个时间点上只有少数的前台进程在运行。他们只有在内存低到无法继续运行的时候才有可能会被销毁。
3. 可视进程
进程不包含前台组件，但仍是用户可见的，有如下场景：

• Activity不在前台，但是仍然是可见的（onPause已经执行），例如A弹出前台对话框B，B不能完全覆盖A时。
• 绑定到可见或者前台Activity的service

4. 服务进程
   由startService启动的服务，并且不在1和2场景中。
5. 后台进程
   承载不可见的Activity（onStop已经执行）
6. 空进程
   不承载任何组件的进程

线程

Android UI是单线程模型，应用中所有组件的实例都在同一个UI线程中执行，当UI线程阻塞时，会无法分发用户的点击事件导致ANR。
另外，UI线程是非线程安全的，所有与用户界面相关的交互必须都放在UI线程中，而不是用其他工作线程，因此，对于Android线程模型来说有两条简单的规则：

1. 不要阻塞UI线程
2. 不要在UI线程之外的其他线程中访问UI元素

工作线程

对于第一条规则，可以将耗时的操作放在新线程中，比如咋新线程中下载一个图片：

public void onClick(View v) {
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            Bitmap b = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");
            mImageView.setImageBitmap(b);
        }
    }).start();
}

但是上述代码又违反了第二条规则，在非UI线程中使用了界面元素mImageView。
为了避免这个问题，Android提供了如下方法：

• Activity.runOnUiThread(Runnable)
• View.post(Runnable)
• View.postDelayed(Runnable, long)

例如，可以这么用：

public void onClick(View v) {
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            final Bitmap bitmap = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");
            mImageView.post(new Runnable() {
                public void run() {
                    mImageView.setImageBitmap(bitmap);
                }
            });
        }
    }).start();
}

然而对于复杂的操作，上述代码很难维护，你可以使用Handler来处理，也可以扩展AsyncTask类

使用AsyncTask

AsyncTask允许执行UI元素的异步操作，它会在工作线程中执行阻塞UI的操作，然后将结果发送给UI线程，而不需要你自己处理线程。
使用方法：继承AsyncTask，实现在后台线程池执行的doInBackground，实现onPostExecute来更新UI。
例子：

public void onClick(View v) {
    new DownloadImageTask().execute("http://example.com/image.png");
}

private class DownloadImageTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {
    /** 系统在工作线程中执行这个动作，其中入参是由AsyncTask.execute()提供 */
    protected Bitmap doInBackground(String... urls) {
        return loadImageFromNetwork(urls[0]);
    }
    
    /** 系统调用这个刷新UI界面，其中result是doInBackground()的返回值 */
    protected void onPostExecute(Bitmap result) {
        mImageView.setImageBitmap(result);
    }
}

1. AsyncTask用之前，建议看一下SDK文档
2. 运行时的配置变化（比如横竖屏）会销毁你的工作线程，可以查看Shelves例子代码。

线程安全方法

某些情况下，你写的方法可能被多个线程调用，那就需要这个方法是线程安全的。
像Service的onBind，ContentProvider的query、insert、delete、update、getType都是类似需要线程安全的函数。

进程间通讯

IPC，RPC，详见Service章节