android 进程和线程
进程和线程
如果某个应用程序组件是第一次被启动,且这时应用程序也没有其他组件在运行,则Android系统会为应用程序创建一个包含单个线程的linux进程。默认情况下,同一个应用程序的所有组件都运行在同一个进程和线程里(叫做“main”主线程)。如果组件启动时,已经存在应用程序的进程了(因为应用程序的其它组件已经在运行了),则此组件会在已有的进程和线程中启动运行。不过,可以指定组件运行在其他进程里,也可以为任何进程创建额外的线程。
本文讨论进程和线程是如何在Android应用程序中发挥作用的。
进程
默认情况下,同一个应用程序内的所有组件都是运行在同一个进程中的,大部分应用程序也不会去改变它。不过,如果需要指定某个特定组件所属的进程,则可以利用manifest 文件来达到目的。
manifest文件中的每种组件元素——<activity>、 <service>、 <receiver>和<provider>——都支持定义android:process属性,用于指定组件运行的进程。设置此属性即可实现每个组件在各自的进程中运行,或者某几个组件共享一个进程而其它组件运行于独立的进程。设置此属性也可以让不同应用程序的组件运行在同一个进程中——实现多个应用程序共享同一个Linux用户ID、赋予同样的权限。
<application>元素也支持android:process属性,用于指定所有组件的默认进程。
如果内存不足,可又有其它为用户提供更紧急服务的进程需要更多内存,Android可能会决定关闭一个进程。在此进程中运行着的应用程序组件也会因此被销毁。当需要再次工作时,会为这些组件重新创建一个进程。
在决定关闭哪个进程的时候,Android系统会权衡它们相对用户的重要程度。比如,相对于一个拥有可见activity的进程,更有可能去关闭一个activity已经在屏幕上看不见的进程。也就是说,是否终止一个进程,取决于运行在此进程中组件的状态。终止进程的判定规则将在后续内容中讨论。
进程的生命周期
Android系统试图尽可能长时间地保持应用程序进程,但为了新建或者运行更加重要的进程,总是需要清除过时进程来回收内存。为了决定保留或终止哪个进程,根据进程内运行的组件及这些组件的状态,系统把每个进程都划入一个“重要性层次结构”中。重要性最低的进程首先会被清除,然后是下一个最低的,依此类推,这都是回收系统资源所必需的。
重要性层次结构共有5级,以下列表按照重要程度列出了各类进程(第一类进程是最重要的,将最后一个被终止):
1. 前台进程
用户当前操作所必须的进程。满足以下任一条件时,进程被视作处于前台:
o 其中运行着正与用户交互的Activity(Activity对象的 onResume() 方法已被调用)。
o 其中运行着被正与用户交互的activity绑定的服务Service。
o 其中运行着“前台”服务Service——服务以startForeground()方式被调用。
o 其中运行着正在执行生命周期回调方法(onCreate()、onStart()或onDestroy())的服务Service。
o 其中运行着正在执行onReceive()方法的BroadcastReceiver。
一般而言,任何时刻前台进程都是为数不多的,只有作为最后的策略——当内存不足以维持它们同时运行时——才会被终止。通常,设备这时候已经到了内存分页状态(memory paging state)的地步,终止一些前台进程是为了保证用户界面的及时响应。
2. 可见进程
没有前台组件、但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。满足以下任一条件时,进程被认为是可见的:
o 其中运行着不在前台的Activity,但用户仍然可见到此activity(onPause()方法被调用了)。比如以下场合就可能发生这种情况:前台activity打开了一个对话框,而之前的activity还允许显示在后面。
o 其中运行着被可见(或前台)activity绑定的服务Service。
可见进程被认为是非常重要的进程,除非无法维持所有前台进程同时运行了,它们是不会被终止的。
3. 服务进程
此进程运行着由startService()方法启动的服务,它不会升级为上述两级别。尽管服务进程不直接和用户所见内容关联,但他们通常在执行一些用户关心的操作(比如在后台播放音乐或从网络下载数据)。因此,除非内存不足以维持所有前台、可见进程同时运行,系统会保持服务进程的运行。
4. 后台进程
包含目前用户不可见activity(Activity对象的onStop()方法已被调用)的进程。这些进程对用户体验没有直接的影响,系统可能在任意时间终止它们,以回收内存供前台进程、可见进程及服务进程使用。通常会有很多后台进程在运行,所以它们被保存在一个LRU(最近最少使用)列表中,以确保最近被用户使用的activity最后一个被终止。如果一个activity正确实现了生命周期方法,并保存了当前的状态,则终止此类进程不会对用户体验产生可见的影响。因为在用户返回时,activity会恢复所有可见的状态。关于保存和恢复状态的详细信息,请参阅Activities文档。
5. 空进程
不含任何活动应用程序组件的进程。保留这种进程的唯一目的就是用作缓存,以改善下次在此进程中运行组件的启动时间。为了在进程缓存和内核缓存间平衡系统整体资源,系统经常会终止这种进程。
依据进程中目前活跃组件的重要程度,Android会给进程评估一个尽可能高的级别。例如:如果一个进程中运行着一个服务和一个用户可见的activity,则此进程会被评定为可见进程,而不是服务进程。
此外,一个进程的级别可能会由于其它进程的依赖而被提高——为其它进程提供服务的进程级别永远不会低于使用此服务的进程。比如:如果A进程中的content provider为进程B中的客户端提供服务,或进程A中的服务被进程B中的组件所调用,则A进程至少被视为与进程B同样重要。
因为运行服务的进程级别是高于后台activity进程的,所以,如果activity需要启动一个长时间运行的操作,则为其启动一个服务service会比简单地创建一个工作线程更好些——尤其是在此操作时间比activity本身存在时间还要长久的情况下。比如,一个activity要把图片上传至Web网站,就应该创建一个服务来执行之,即使用户离开了此activity,上传还是会在后台继续运行。不论activity发生什么情况,使用服务可以保证操作至少拥有“服务进程”的优先级。同理,上一篇中的广播接收器broadcast receiver也是使用服务而非线程来处理耗时任务的。
线程
应用程序启动时,系统会为它创建一个名为“main”的主线程。主线程非常重要,因为它负责把事件分发给相应的用户界面widget——包括屏幕绘图事件。它也是应用程序与Android UI组件包(来自android.widget和android.view包)进行交互的线程。因此,主线程有时也被叫做UI线程。
系统并不会为每个组件的实例都创建单独的线程。运行于同一个进程中的所有组件都是在UI线程中实例化的,对每个组件的系统调用也都是由UI线程分发的。因此,对系统回调进行响应的方法(比如报告用户操作的onKeyDown()或生命周期回调方法)总是运行在UI线程中。
举个例子,当用户触摸屏幕上的按钮时,应用程序的UI线程把触摸事件分发给widget,widget先把自己置为按下状态,再发送一个显示区域已失效(invalidate)的请求到事件队列中。UI线程从队列中取出此请求,并通知widget重绘自己。
如果应用程序在与用户交互的同时需要执行繁重的任务,单线程模式可能会导致运行性能很低下,除非应用程序的执行时机刚好很合适。如果UI线程需要处理每一件事情,那些耗时很长的操作——诸如访问网络或查询数据库等——将会阻塞整个UI(线程)。一旦线程被阻塞,所有事件都不能被分发,包括屏幕绘图事件。从用户的角度看来,应用程序看上去像是挂起了。更糟糕的是,如果UI线程被阻塞超过一定时间(目前大约是5秒钟),用户就会被提示那个可恶的“应用程序没有响应”(ANR)对话框。如果引起用户不满,他可能就会决定退出并删除这个应用程序。
此外,Andoid的UI组件包并不是线程安全的。因此不允许从工作线程中操作UI——只能从UI线程中操作用户界面。于是,Andoid的单线程模式必须遵守两个规则:
1. 不要阻塞UI线程。
2. 不要在UI线程之外访问Andoid的UI组件包。
工作线程
根据对以上单线程模式的描述,要想保证程序界面的响应能力,关键是不能阻塞UI线程。如果操作不能很快完成,应该让它们在单独的线程中运行(“后台”或“工作”线程)。
例如:以下响应鼠标点击的代码实现了在单独线程中下载图片并在ImageView显示:
public void onClick(View v) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
Bitmap b = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");
mImageView.setImageBitmap
补充:移动开发 , Android ,