Android学习笔记——进程和线程

1、进程和线程的关系
2、进程
（1）进程分类
（2）进程间通信
（3）进程保活
3、线程
（1）线程优先级
（2）线程调度
（3）线程间通信
4、多线程编程
（1）线程协作
（2）生产者消费者
5、参考文档

1、进程和线程的关系

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，拥有独立的内存单元。线程是比进程更小的可独立运行的基本单位。

区别：
调度方面：进程是资源的拥有单位，线程是独立的调度和分派单位，可以显著的提高并发度和减少切换开销。
并发性：进程间可以并发，同一进程的线程间也可以并发，有效提高系统资源的利用率和吞吐量。
拥有资源：进程是基本的资源拥有单位，线程只拥有很少的资源，但是线程可以访问所属进程的资源。
系统开销：创建或者撤销进程的时候，系统要为之创建或回收PCB，系统资源等，切换时也需要保存和恢复CPU环境。而线程的切换只需要保存和恢复少量的寄存器，不涉及存储器管理方面的工作，所以开销较小。

2、进程

（1）进程分类

按优先级分为5类：前台进程、可见进程、服务进程、后台进程、空进程。

这个分类是根据进程中正在运行的组件的状态进行分类的。

前台进程：用户当前操作所必需的进程。如托管Activity（已调用onResume()）、Service（和前台正在交互的Activity绑定，或已调用startForeground()，或执行了onCreate()/onStart()/onDestroy()）、BroadcastReceiver（正执行onReceive()）等前台运行的组件的进程。

可见进程：没有任何前台组件，但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。如托管Activity（已调用onPause()）、Service（绑定到可见onPause()的Activity）

服务进程：正在运行已使用startService()方法启动的服务，且不属于上述两个更高级别进程的进程。如Service（后台播放音乐、从网络下载数据场景）

后台进程：包含目前对用户不可见的Activity的进程。如Activity（已调用onStop()）。后台进程会保存在一个LRU列表中，以确保最近查看的Activity的进程最后一个被终止。守护进程也属于后台进程。

空进程：不包含任何活动应用组件的进程，系统往往会终止这些进程。作用：用作缓存，以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。

从上面可以看出，运行Service的进程至少是服务进程，运行Activity的进程至少是后台进程。

（2）进程间通信

Linux进程间通信的方式：
（1）管道（Pipeline）：无名管道，半双工通信，数据单向通信，且在父子进程间通信；有名管道，半双工通信，允许无亲缘关系进程间通信。管道的实质是一个内核缓冲区。
（2）信号量（Semophore）：是一个计数器，用来控制多个进程对共享资源的访问。
（3）消息队列（Message Queue）：存放在内核中的消息链表，每个消息队列由消息队列标志符表示。
（4）信号（Signal）：用于通知接收进程某个事件已经发生。
（5）共享内存（Shared Memory）：映射一段能被其他进程访问的内存，这段内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。
（6）套接字（Socket）：与其他通信机制的区别是，可用于不同机器间的进程通信。

Android系统进程间通信方式：
（1）文件共享：不适用于并发场景。
（2）Socket：网络数据交换场景。
（3）Binder：AIDL、Messageer、BroadcastReceiver、ContentProvider通信本质上都是基于Binder实现。

Android系统中，Zygote和system_server进程，Zygote和App进程的通信都是Socket通信；其他情况是Binder通信。

（3）进程保活

进程保活方式：厂商白名单、启动前台服务、进程相互唤醒、利用系统漏洞。

厂商白名单：如有些手机厂商把知名App加入白名单，保证进程不死来提高用户体验。

启动前台服务：开启一个前台服务，如启动一个前台Activity或Service。开启一个像素的Activity，如手Q方案；启动一个前台Service，在系统通知栏生成一个Notification，哪怕App退到后台，进程也会一直运行。

进程相互唤醒：主要包括3种场景，即利用系统进程唤醒、第三方SDK唤醒、同体系App唤醒。

（1）系统进程唤醒：开机、网络切换（CONNECTIVITY_ACTION）、拍照（ACTION_NEW_PICTURE）、拍视频（ACTION_NEW_VIDEO）时，利用系统产生的广播唤醒App。开机广播有些定制ROM的厂商已将其去掉，Android N之后已取消网络切换、拍照、拍视频3种广播
（2）第三方SDK唤醒：比如某个App中集成微信SDK，则微信SDK会唤醒微信App；比如使用信鸽或友盟SDK的App，相互之间会相互唤醒等。
（3）同体系App唤醒：如阿里系的App，比如淘宝、天猫、支付宝等之间会相互唤醒。

利用系统漏洞：在启动前台服务这种方式上，想办法把通知栏去掉。
原理如下：对于 API level < 18 ：调用startForeground(ID， new Notification())，发送空的Notification ，图标则不会显示。
对于 API level >= 18：在需要提优先级的Service A启动一个InnerService，两个服务同时startForeground，且绑定同样的 notificationId，然后Stop掉InnerService ，这样通知栏图标即被移除，但是Service A还活着。

从大的方面，根据优先级进程可以分为：前台进程、可见进程、服务进程、后台进程、空进程。
从更具体方面，每个进程都有一个oom_adj，代表进程优先级值，这个值越小优先级越高，比如前台进程oom_adj的值为0，空进程最大。

系统往往会杀优先级低且内存占用大的进程。先按照oom_adj杀，oom_adj相同的话，按照内存占用杀。

参考：
Android进程保活的一般套路
 微信Android客户端后台保活经验分享
 Android进程保活的一般套路

3、线程

（1）线程优先级

Java线程优先级使用1～10的整数表示，值越大优先级越高。

Thread.MIN_PRIORITY（1）、Thread.NORM_PRIORITY（5）、Thread.MAX_PRIORITY（10）

线程优先级只在局部起作用，不保证线程执行的顺序，真正的执行顺序和操作系统及虚拟机版本有关。只能说优先级高的线程获取CPU资源的概率高。

（2）线程调度

图片来自《深入理解Java虚拟机》

（3）线程间通信

主线程和子线程：AsyncTask、Handler。

从其他线程访问UI线程（本质还是Handler机制）：

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

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();
}

子线程和子线程：Handler

4、多线程编程

本文原文发自某学姐, 转载请保留出处, 谢谢.

某学姐

Android Female Developer, Technology Fan, Reader.