Android Bolts中如何快速完成線程調度和任務管理

Android Bolts中如何快速完成線程調度和任務管理，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

使用 Bolts  可以將一個完整的操作拆分成多個子任務，這些子任務可以自由的拆分、組合和替換，每個任務作為整個任務鏈的一環可以運行在指定線程中，同時既能從上行任務中獲取任務結果，又可以向下行任務發布當前任務的結果，而不必考慮線程之間的交互。

Bolts-Android Bolts 在 Android 下的實現 Bolts-ObjC Bolts 在 OC 下的實現 Bolts-Swift  Bolts 在 Swift 下的實現

前言

一個關于線程調度的簡單需求，在子線程從網絡下載圖片，并返回下載的圖片，在主線程使用該圖片更新到 UI，同時返回當前 UI 的狀態 json，在子線程將  json 數據保存到本地文件，完成后在主線程彈出提示，這中間涉及到了 4 次線程切換，同時后面的任務需要前面任務完成后的返回值作為參數。

使用 Thread + Handler 實現，線程調度很不靈活，代碼可讀性差，不美觀，擴展性差，錯誤處理異常麻煩。

String url = "http://www.baidu.com"; Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()); new Thread(() -> {     // 下載     Bitmap bitmap = downloadBitmap(url);     handler.post(() -> {         // 更新 UI         String json = updateUI(bitmap);         new Thread(() -> {             // 向存儲寫入UI狀態             saveUIState(json);             // 保存成功后，提示             handler.post(() -> toastMsg("save finish."));         }).start();     }); }).start();

使用 RxJava 實現，線程調度非常靈活，鏈式調用，代碼清晰，擴展性好，有統一的異常處理機制，不過 Rx 是一個很強大的庫，如果只用來做線程調度的話，  Rx 就顯得有點太重了。

Observable.just(URL)         // 下載         .map(this::downloadBitmap)         .subscribeOn(Schedulers.newThread())         // 更新UI         .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())         .map(this::updateUI)         // 存儲 UI 狀態         .observeOn(Schedulers.io())         .map(this::saveUIState)         // 顯示提示         .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())         .subscribe(rst -> toastMsg("save to " + rst),                 // handle error                 Throwable::printStackTrace);

使用 bolts 實現，線程調度靈活，鏈式調用，代碼清晰，具有良好的擴展性，具有統一的異常處理機制，雖然沒有 Rx  那么豐富的操作符，但是勝在類庫非常非常小，只有 38 KB。

Task         .forResult(URL)         // 下載         .onSuccess(task -> downloadBitmap(task.getResult()), Task.BACKGROUND_EXECUTOR)         // 更新UI         .onSuccess(task -> updateUI(task.getResult()), Task.UI_THREAD_EXECUTOR)         // 存儲UI狀態         .onSuccess(task -> saveUIState(task.getResult()), Task.BACKGROUND_EXECUTOR)         // 提示         .onSuccess(task -> toastMsg("save to " + task.getResult()), Task.UI_THREAD_EXECUT         // handle error         .continueWith(task -> {             if (task.isFaulted()) {                 task.getError().printStackTrace();                 return false;             }             return true;         });

線程調度器

共有 4 種類型執行線程，將任務分發到指定線程執行，分別是

1. backgroud - 后臺線程池，可以并發執行任務。

2. scheduled - 單線程池，只有一個線程，主要用來執行 delay 操作。

3. immediate - 即時線程，如果線程調用棧小于 15，則在當前線程執行，否則代理給 background 。

4. uiThread - 針對 Android 設計，使用 Handler 發送到主線程執行。

backgroud

主要用來在后臺并發執行多任務

public static final ExecutorService BACKGROUND_EXECUTOR = BoltsExecutors.background();

在 Android 平臺下根據 CPU 核數創建線程池，其他情況下，創建緩存線程池。

background = !isAndroidRuntime()     ? java.util.concurrent.Executors.newCachedThreadPool()     : AndroidExecutors.newCachedThreadPool();

scheduled

主要用于任務之間做 delay 操作，并不實際執行任務。

scheduled = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

immediate

主要用來簡化那些不指定運行線程的方法，默認在當前線程去執行任務，使用 ThreadLocal 保存每個線程調用棧的深度，如果深度不超過  15，則在當前線程執行，否則代理給 backgroud 執行。

private static final Executor IMMEDIATE_EXECUTOR = BoltsExecutors.immediate();  // 關鍵方法 @Override public void execute(Runnable command) {   int depth = incrementDepth();   try {     if (depth <= MAX_DEPTH) {       command.run();     } else {       BoltsExecutors.background().execute(command)     }   } finally {     decrementDepth();   } }

uiThread

為 Android 專門設計，在主線程執行任務。

public static final Executor UI_THREAD_EXECUTOR = AndroidExecutors.uiThread();

private static class UIThreadExecutor implements Executor {   @Override   public void execute(Runnable command) {     new Handler(Looper.getMainLooper()).post(command);   } }

核心類

Task ，最核心的類，每個子任務都是一個 Task ，它們負責自己需要執行的任務。每個 Task 具有 3 種狀態 Result 、 Error 和  Cancel ，分別代表成功、異常和取消。

Continuation ，是一個接口，它就像鏈接子任務每一環的鎖扣，把一個個獨立的任務鏈接在一起。

通過 Task - Continuation - Task - Continuation ... 的形式組成完整的任務鏈，順序在各自線程執行。

創建 Task

根據 Task 的 3 種狀態，創建簡單的 Task ，會復用已有的任務對象

public static <TResult> Task<TResult> forResult(TResult value)  public static <TResult> Task<TResult> forError(Exception error)  public static <TResult> Task<TResult> cancelled()

使用 delay 方法，延時執行并創建 Task

public static Task delay(long delay)  public static Task delay(long delay, CancellationToken cancellationToken)

使用 whenAny 方法，執行多個任務，當任意任務返回結果時，保存這個結果

public static Task> whenAnyResult(Collection> tasks)  public static Task> whenAny(Collection> tasks)

使用 whenAll 方法，執行多個任務，當全部任務執行完后，返回結果

public static Task whenAll(Collection> tasks)  public static Task> whenAllResult(final Collection> tasks)

使用 call 方法，執行一個任務，同時創建 Task

public static Task call(final Callable callable, Executor executor,  final CancellationToken ct)

鏈接子任務

使用 continueWith 方法，鏈接一個子任務，如果前行任務已經執行完成，則立即執行當前任務，否則加入隊列中，等待。

public <TContinuationResult> Task<TContinuationResult> continueWith(       final Continuation<TResult, TContinuationResult> continuation, final Executor executor,       final CancellationToken ct)

使用 continueWithTask  方法，在當前任務之后鏈接另一個任務鏈，這種做法是為了滿足那種將部分任務組合在一起分離出去，作為公共任務的場景，他接受將另外一個完全獨立的任務鏈，追加在當前執行的任務后面。

public <TContinuationResult> Task<TContinuationResult> continueWithTask(       final Continuation<TResult, Task<TContinuationResult>> continuation, final Executor executor,       final CancellationToken ct)

使用 continueWhile 方法鏈接子任務，與 continueWith 區別在于，他有一個 predicate  表達式，只有當表達式成立時，才會追加子任務，這樣做是在執行任務前可以做一個攔截操作，也是為了不破環鏈式調用的整體風格。

public Task<Void> continueWhile(final Callable<Boolean> predicate,       final Continuation<Void, Task<Void>> continuation, final Executor executor,       final CancellationToken ct)

使用 onSuccess 和 onSuccessTask 鏈接單個任務個任務鏈，區別于 continueWith 在于， onSuccess  方法，前行任務如果失敗了，后行的任務也會直接失敗，不會再執行，但是 continueWith  的各個子任務之間沒有關聯，就算前行任務失敗，后行任務也會執行。

public <TContinuationResult> Task<TContinuationResult> onSuccess(       final Continuation<TResult, TContinuationResult> continuation, Executor executor,       final CancellationToken ct)

取消任務

CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource(); CancellationToken token =   cancellationTokenSource.getToken(); Task.call((Callable<String>) () -> null,         Task.BACKGROUND_EXECUTOR,         token); // 取消任務 cancellationTokenSource.cancel();

異常的處理

關于異常的處理，整個機制下來，每個任務作為一個獨立的單位，異常會被統一捕捉，因此不必針對任務中的方法進行單獨的處理。

如果使用了 continueWith 鏈接任務，那么當前任務的的異常信息，將會保存在當前 Task  中在下行任務中進行處理，下行任務也可以不處理這個異常，直接執行任務，那么這個異常就到這里停止了，不會再向下傳遞，也就是說，只有下行任務才知道當前任務的結果，不管是成功還是異常。

當然了，如果任務之間有關聯，由于上行任務的異常極大可能造成當前任務的異常，那么當前任務異常的信息，又會向下傳遞，但是上行任務的異常就到這里為止了。

如果使用 onSuccess 之類的方法，如果上行任務異常了，那么下行任務根本不會執行，而是直接將異常往下面傳遞，直到被處理掉。

任務的分離和組合

我們可以將一個完整的操作細分成多個任務，每個任務都遵循單一職責的原則而盡量簡單，這樣可以在任務之間再穿插新的任務，或者將部分任務分離出來組合到一起等。

擴展性

我們可以在兩個細分的任務之間添加一個新的操作，而不影響上行和下行任務，如我們給文章開頭的需求中更新 UI 之前，將 Bitmap 先保存到本地。

Task         .forResult(URL)         // 下載         .onSuccess(task -> downloadBitmap(task.getResult()), Task.BACKGROUND_EXECUTOR)         // 保存在本地         .onSuccess(task -> saveBitmapToFile(task.getResult()),Task.BACKGROUND_EXECUTOR)         // 更新UI         .onSuccess(task -> updateUI(task.getResult()), Task.UI_THREAD_EXECUTOR)         ...

復用性

對一些公共的操作，可以單獨分離成新的任務，當需要做類似操作時，即可復用這部份功能，如可以將 下載圖片并更新 UI 、 保存狀態并彈出提示  兩塊功能分離出來，作為公共的任務。

// 下載圖片->更新UI public Continuation<String, Task<String>> downloadImageAndUpdateUI() {     return task ->             Task.call(() -> downloadBitmap(task.getResult()), Task.BACKGROUND_EXECUTOR)                     .continueWith(taskWithBitmap -> updateUI(taskWithBitmap.getResult()), Task.UI_THREAD_EXECUTOR); }  // 保存狀態->提示信息 public Continuation<String, Task<Boolean>> saveStateAndToast() {     return task ->             Task.call(() -> saveUIState(task.getResult()), Task.BACKGROUND_EXECUTOR)                     .continueWith(taskWithPath -> toastMsg("save to " + taskWithPath.getResult())); }

使用分離的任務

Task         .forResult(URL)         .continueWithTask(downloadImageAndUpdateUI())         .continueWithTask(saveStateAndToast())         ...

在 Task 中有一個 continuations 是當前任務后面追加的任務列表，當當前任務成功、異常或者取消時，會去執行列表中的后續任務。

通常情況下，我們使用鏈式調用構建任務鏈，結果就是一條沒有分支的任務鏈。

添加任務時：每次添加一個 Continuation ，就會生成一個 Task ，加到上行任務的 continuations  列表中，等待執行，同時返回當前的 Task ，以便后面的任務可以鏈接到當前任務后面。

執行任務時：當前任務執行完之后，結果可能有 3 種，都會被保存到當前的 Task 中，然后檢查 continuations 列表中的后續任務，而當前的  Task 就會作為參數，傳遞到后續鏈接的任務中，來讓后面的任務得知上行任務的結果。

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