Android多執行緒技術選型最全指南(part 1 - 誤區)

qing的世界發表於2019-07-05

前段時間在組內做了一下現有的程式碼分析,發現很多以前的legacy code多執行緒的使用都不算是最佳實踐,而且壞事的地方在於,剛畢業的學生,因為沒有別的參照物,往往會複製貼上以前的舊程式碼,這就造成了壞習慣不停的擴散。所以本人就總結分析了一下Android的多執行緒技術選型,還有應用場景。藉著和組內分享的機會也在簡書上總結一下。因為自己的技術水平有限,有不對的地方還希望大家能多多指正。(程式碼的例子方面,肯定不能用我們自己組內產品的原始碼,簡書上的都是我修改過的)

這篇文章我會先分析一些大家可能踩過的雷區,然後再列出一些可以改進的地方。

誤區

1.在程式碼中直接建立新的Thread.

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

            }
        }).start();
複製程式碼

以上的做法是非常不可取的,缺點非常的多,想必大部分朋友面試的時候都會遇到這種問題,分析一下為啥不可以。浪費執行緒資源是第一,最重要的是我們無法控制該執行緒的執行,因此可能會造成不必要的記憶體洩漏。在Activity或者Fragment這種有生命週期的控制元件裡面直接執行這段程式碼,相信大部分人都知道會可能有記憶體洩漏。但是就算在其他的設計模式,比如MVP,同樣也可能會遇到這個問題。


//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{}
}
複製程式碼

比如圖中的一段程式碼(我標記了引用方向),通常MVP裡面的View都是一個介面,但是介面的實現可能是Activity。那麼在程式碼中就可能存在記憶體洩漏了。Thread的runnable是匿名內部類,持有presenter的引用,presenter持有view的引用。這裡的引用鏈就會造成記憶體洩漏了。關鍵是,就算你持有執行緒的控制程式碼,也無法把這個引用關係給解除。

所以優秀的設計模式也阻止不了記憶體洩漏。。。。。

2.頻繁使用HandlerThread

雖然HandlerThread是安卓framework的親兒子,但是在實際的開發過程中卻很少能有他的適用之處。HandlerThread繼承於Thread類,所以每次開啟一個HandlerThread就和開啟一個普通Thread一樣,很浪費資源。我們可以通過使用HandlerThread的例子來分析他最大的作用是什麼。

    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(){
        //如果我還想利用HandlerThread,但是已經丟失了handler的控制程式碼,那麼我們利用handler thread再構建一個handler
        Handler handler = new Handler(thread.getLooper());
        handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //do something
            }
        });
    }
複製程式碼

綜上所述,HandlerThread最屌的地方就在於,只要你還有它的控制程式碼,你可以隨時拿到在該執行緒下建立的Looper物件,用於生成一個Handler。之後post的所有runnable都可以在該HandlerThread下執行。 然而。。

download.jpeg
在實際的開發中,我們好像很難找到這麼一個需求,要在指定的一個執行緒下執行某些任務。注意了是指定的一個,不是一些(執行緒池)。唯一比Thread厲害的地方恐怕就是可以取消未執行的任務,減少記憶體洩漏的情況了吧。不過個人觀點是執行緒池好像也可以做到。所以並沒有察覺 HandlerThread有任何的優勢。而且其實實現也很簡單,我們可以隨時手寫一個簡陋版的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();
        //發一個訊息
        Runnable r = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

            }
        };
        thread.post(r);
        //不想執行了。。。。刪掉
        thread.clearOneMessage(r);
    }
複製程式碼

看分分鐘完成HandlerThread能做到的一切。。。。是不是很簡單。

3.直接使用AsyncTask.execute()

AsyncTask.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            }
        });
複製程式碼

個人認為AsyncTask的設計暴露了這個介面方法谷歌做的非常不恰當。它這樣允許開發者直接使用AsyncTask本身的執行緒池,我們可以看看原始碼做驗證

  @MainThread
    public static void execute(Runnable runnable) {
        sDefaultExecutor.execute(runnable);
    }
複製程式碼

果不其然,execute直接訪問了executor。

這樣的問題在於,這樣使用完全喪失了AsyncTask本身的意圖。個人的觀點是,AsyncTask提供了一個後臺任務切換到主執行緒的通道,就像RxJava的subscribeOn/observeOn一樣,同時提供cancel方法,可以取消掉切換回主執行緒執行的程式碼,從而防止記憶體洩漏。

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

            @Override
            protected void onPostExecute(Object o) {
                //1.提供了後臺執行緒切換回主執行緒的方法
                super.onPostExecute(o);
            }
        };
        
        //2.可以隨時取消
        asyncTask.cancel(true);
複製程式碼

But!如果直接使用execute方法的話,我們完全沒有利用到AsyncTask本身設計的初衷下的優勢,和直接自己建立一個執行緒池沒有任何區別,還存在記憶體洩漏的風險。這樣的用法,肯定不能稱之為best practice.

4.以為RxJava的unsubscribe能包治百病

這個誤區標題起的有點模糊,這個沒辦法,因為例子有點點複雜。讓我來慢慢解釋。

download (1).jpeg

我們以一個實際的app例子開始,讓我們看看youtube的app退訂頻道功能:

IMG_9443.jpg

使用者點選退訂按鈕之後,app發出api call,告訴後臺我們停止訂閱該頻道,同時把UI更新為progress bar,當api call結束,在api的回撥裡面我們更新UI控制元件顯示已退訂UI。我們寫一個示例程式碼看看:

完美!

但是萬一使用者在點選退訂按鈕,但是api call還沒發出去之前就退出了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 {
                            //在這裡我們做取消訂閱的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!,在這裡更新訂閱button的ui
                                unsubscribeButton.toggleSubscriptionStatus();
                            }
                        });
            }
        });
    }
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
       //onDestroy 裡面對RxJava stream進行unsubscribe,防止記憶體洩漏
        subscription.unsubscribe();
    }
}

複製程式碼

看似好像沒啥問題,沒有記憶體洩漏,可以後臺執行緒和主執行緒直接靈活切換,更新UI不會crash。而且我們使用了Schedulers.io()排程器,看似也沒有浪費執行緒資源。

BUT!!!!!!

我們先仔細想想一個問題。我們在點選button之後,我們的Observable

 API api = new API();
 api.unSubscribe();
複製程式碼

會立刻執行麼?

答案是NO。因為我們的Observable是subscribeOn io執行緒池。如果該執行緒池現在非常擁擠,這段程式碼,這個Observable是不會立刻執行的。該段程式碼會華麗麗的躺線上程池的佇列中,安安靜靜的等待輪到自己執行。

那麼如果使用者點選按鈕,同時退出app,我們unubscribe了這個RxJava 的observable 我們就存在一個不會執行api call的風險。也就是使用者點選退訂按鈕,退出app,返回app的時候,會發現,咦,怎麼明明點了退訂,竟然還是訂閱狀態?

這就回到了一個本質問題,來自靈魂的拷問。是不是所有非同步呼叫,都需要和Activity或者fragment的生命週期繫結?

答案同樣是NO,在很多應用場景下,當使用者做出一個行為的時候,我們必須堅定不移的執行該行為背後的一切操作,至於非同步操作完成之後的UI更新,則視當前Activity或者fragment的生命週期決定。也就是非同步操作和生命週期無關,UI更新和生命週期有關。簡單點說,很多情況下,寫操作不能取消,讀操作可以。

很多情況下,比如支付,訂閱等等這種使用者場景,需要涉及到非同步操作的都是會有以上的問題。在這些場景下,我們需要遵循以下流程。

Screen Shot 2019-07-04 at 7.17.00 PM.png
最最重點的部分,就是當使用者退出的時候雖然我們停止更新UI,但當使用者重新進入的時候,app需要主動的重新向後臺傳送請求,檢視當前訂閱狀態。這樣,才是一個健康的app。

所以很遺憾,RxJava並沒有很好的支援這一場景,至於怎麼解決,有什麼框架比較合適,下一章再介紹。

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