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Android多线程技术选型最全指南(part 1 - 误区)

前段时间在组内做了一下现有的代码分析,发现很多以前的legacy code多线程的使用都不算是最佳实践,而且坏事的地方在于,刚毕业的学生,因为没有别的参照物,往往会复制粘贴以前的旧代码,这就造成了坏习惯不停的扩散。所以本人就总结分析了一下Android的多线程技术选型,还有应用场景。借着和组内分享的机会也在简书上总结一下。因为自己的技术水平有限,有不对的地方还希望大家能多多指正。(代码的例子方面,肯定不能用我们自己组内产品的源代码,简书上的都是我修改过的)

这篇文章我会先分析一些大家可能踩过的雷区,然后再列出一些可以改进的地方。

误区

1.在代码中直接创建新的Thread.

  new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        }).start();
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以上的做法是非常不可取的,缺点非常的多,想必大部分朋友面试的时候都会遇到这种问题,分析一下为啥不可以。浪费线程资源是第一,最重要的是我们无法控制该线程的执行,因此可能会造成不必要的内存泄漏。在Activity或者Fragment这种有生命周期的控件里面直接执行这段代码,相信大部分人都知道会可能有内存泄漏。但是就算在其他的设计模式,比如MVP,同样也可能会遇到这个问题。


//runnable->presenter->view
public class Presenter {
    //持有view引用
    private IView view;
    public Presenter(IView v){
        this.view = v;
    }
    public void doSomething(String[] args){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                /**
                ** 持有presenter引用
                **/
                //do something
            }
        }).start();
    }
    public static interface IView{}
}
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比如图中的一段代码(我标记了引用方向),通常MVP里面的View都是一个接口,但是接口的实现可能是Activity。那么在代码中就可能存在内存泄漏了。Thread的runnable是匿名内部类,持有presenter的引用,presenter持有view的引用。这里的引用链就会造成内存泄漏了。关键是,就算你持有线程的句柄,也无法把这个引用关系给解除。

所以优秀的设计模式也阻止不了内存泄漏。。。。。

2.频繁使用HandlerThread

虽然HandlerThread是安卓framework的亲儿子,但是在实际的开发过程中却很少能有他的适用之处。HandlerThread继承于Thread类,所以每次开启一个HandlerThread就和开启一个普通Thread一样,很浪费资源。我们可以通过使用HandlerThread的例子来分析他最大的作用是什么。

    static HandlerThread thread = new HandlerThread("test");
    static {
        thread.start();
    }

    public void testHandlerThread(){
        Handler handler = new Handler(thread.getLooper());
        handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //do something
            }
        });
        //如果不需要了就remove handler's message
        handler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }
    
    public void test(){
        //如果我还想利用HandlerThread,但是已经丢失了handler的句柄,那么我们利用handler thread再构建一个handler
        Handler handler = new Handler(thread.getLooper());
        handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //do something
            }
        });
    }
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综上所述,HandlerThread最屌的地方就在于,只要你还有它的句柄,你可以随时拿到在该线程下创建的Looper对象,用于生成一个Handler。之后post的所有runnable都可以在该HandlerThread下运行。 然而。。

download.jpeg
在实际的开发中,我们好像很难找到这么一个需求,要在指定的一个线程下执行某些任务。注意了是指定的一个,不是一些(线程池)。唯一比Thread厉害的地方恐怕就是可以取消未执行的任务,减少内存泄漏的情况了吧。不过个人观点是线程池好像也可以做到。所以并没有察觉 HandlerThread有任何的优势。而且其实实现也很简单,我们可以随时手写一个简陋版的HandlerThread.


   public static class DemoThread extends Thread{
        private LinkedBlockingQueue<Runnable> queue  = new LinkedBlockingQueue<>();

       @Override
       public void run() {
           super.run();
           while(true){
               if(!queue.isEmpty()){
                   Runnable runnable;
                   synchronized (this){
                       runnable = queue.poll();
                   }
                   if(runnable!= null) {
                       runnable.run();
                   }
               }
           }
       }

       public synchronized void post(Runnable runnable){
           queue.add(runnable);
       }

       public synchronized void clearAllMessage(){
           queue.clear();
       }
       
       public synchronized void clearOneMessage(Runnable runnable){
           for(Runnable runnable1 : queue){
               if(runnable == runnable1){
                   queue.remove(runnable);
               }
           }
       }
   }

    public void testDemoThread(){
        DemoThread thread = new DemoThread();
        thread.start();
        //发一个消息
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        };
        thread.post(r);
        //不想执行了。。。。删掉
        thread.clearOneMessage(r);
    }
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看分分钟完成HandlerThread能做到的一切。。。。是不是很简单。

3.直接使用AsyncTask.execute()

AsyncTask.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            }
        });
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个人认为AsyncTask的设计暴露了这个接口方法谷歌做的非常不恰当。它这样允许开发者直接使用AsyncTask本身的线程池,我们可以看看源代码做验证

  @MainThread
    public static void execute(Runnable runnable) {
        sDefaultExecutor.execute(runnable);
    }
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果不其然,execute直接访问了executor。

这样的问题在于,这样使用完全丧失了AsyncTask本身的意图。个人的观点是,AsyncTask提供了一个后台任务切换到主线程的通道,就像RxJava的subscribeOn/observeOn一样,同时提供cancel方法,可以取消掉切换回主线程执行的代码,从而防止内存泄漏。

  AsyncTask asyncTask = new AsyncTask() {
            @Override
            protected Object doInBackground(Object[] objects) {
                return null;
            }

            @Override
            protected void onPostExecute(Object o) {
                //1.提供了后台线程切换回主线程的方法
                super.onPostExecute(o);
            }
        };
        
        //2.可以随时取消
        asyncTask.cancel(true);
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But!如果直接使用execute方法的话,我们完全没有利用到AsyncTask本身设计的初衷下的优势,和直接自己创建一个线程池没有任何区别,还存在内存泄漏的风险。这样的用法,肯定不能称之为best practice.

4.以为RxJava的unsubscribe能包治百病

这个误区标题起的有点模糊,这个没办法,因为例子有点点复杂。让我来慢慢解释。

download (1).jpeg

我们以一个实际的app例子开始,让我们看看youtube的app退订频道功能:

IMG_9443.jpg

用户点击退订按钮之后,app发出api call,告诉后台我们停止订阅该频道,同时把UI更新为progress bar,当api call结束,在api的回调里面我们更新UI控件显示已退订UI。我们写一个示例代码看看:

完美!

但是万一用户在点击退订按钮,但是api call还没发出去之前就退出了app呢?

public class YoutubePlayerActivity extends Activity {
    private Subscription subscription;
    public void setUnSubscribeListner(){
        unsubscribeButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                subscription = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Void>() {
                    @Override
                    public void call(Subscriber<? super Void> subscriber) {
                        try {
                            //在这里我们做取消订阅的API, http
                            API api = new API();
                            api.unSubscribe();
                        }
                        catch (Exception e){
                            subscriber.onError(e);
                        }
                        subscriber.onNext(null);
                        subscriber.onCompleted();
                    }
                })

                        .subscribeOn(Schedulers.io())
                        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                        .subscribe(new Action1<Void>() {
                            @Override
                            public void call(Void aVoid) {
                                //API call成功!,在这里更新订阅button的ui
                                unsubscribeButton.toggleSubscriptionStatus();
                            }
                        });
            }
        });
    }
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
       //onDestroy 里面对RxJava stream进行unsubscribe,防止内存泄漏
        subscription.unsubscribe();
    }
}

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看似好像没啥问题,没有内存泄漏,可以后台线程和主线程直接灵活切换,更新UI不会crash。而且我们使用了Schedulers.io()调度器,看似也没有浪费线程资源。

BUT!!!!!!

我们先仔细想想一个问题。我们在点击button之后,我们的Observable

 API api = new API();
 api.unSubscribe();
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会立刻执行么?

答案是NO。因为我们的Observable是subscribeOn io线程池。如果该线程池现在非常拥挤,这段代码,这个Observable是不会立刻执行的。该段代码会华丽丽的躺在线程池的队列中,安安静静的等待轮到自己执行。

那么如果用户点击按钮,同时退出app,我们unubscribe了这个RxJava 的observable 我们就存在一个不会执行api call的风险。也就是用户点击退订按钮,退出app,返回app的时候,会发现,咦,怎么明明点了退订,竟然还是订阅状态?

这就回到了一个本质问题,来自灵魂的拷问。是不是所有异步调用,都需要和Activity或者fragment的生命周期绑定?

答案同样是NO,在很多应用场景下,当用户做出一个行为的时候,我们必须坚定不移的执行该行为背后的一切操作,至于异步操作完成之后的UI更新,则视当前Activity或者fragment的生命周期决定。也就是异步操作和生命周期无关,UI更新和生命周期有关。简单点说,很多情况下,写操作不能取消,读操作可以。

很多情况下,比如支付,订阅等等这种用户场景,需要涉及到异步操作的都是会有以上的问题。在这些场景下,我们需要遵循以下流程。

Screen Shot 2019-07-04 at 7.17.00 PM.png
最最重点的部分,就是当用户退出的时候虽然我们停止更新UI,但当用户重新进入的时候,app需要主动的重新向后台发送请求,查看当前订阅状态。这样,才是一个健康的app。

所以很遗憾,RxJava并没有很好的支持这一场景,至于怎么解决,有什么框架比较合适,下一章再介绍。

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