进程和线程概览

当某个应用组件启动且该应用没有任何其他组件正在运行时，Android 系统会为该应用启动一个新的 Linux 进程，该进程具有一个执行线程。默认情况下，同一应用的所有组件都在同一个进程和线程（称为“主线程”）中运行。

如果某个应用组件启动时，该应用已有正在运行的进程（因为该应用的其他组件已启动），则该组件将在该进程中启动并使用相同的执行线程。但是，您可以安排应用中的不同组件在单独的进程中运行，并且可以为任何进程创建额外的线程。

本文档讨论 Android 应用中的进程和线程的工作方式。

进程

默认情况下，应用的所有组件都在同一个进程中运行，大多数应用不会更改此设置。但是，如果您发现需要控制特定组件所属的进程，可以在清单文件中进行控制。

每种组件元素（<activity>、<service>、<receiver> 和 <provider>）的清单条目都支持 android:process 属性，该属性可以指定组件运行的进程。您可以设置此属性，使每个组件都在其自己的进程中运行，或者使某些组件共享一个进程而其他组件不共享。

您还可以设置 android:process，以便不同应用的组件在同一个进程中运行，前提是这些应用共享相同的 Linux 用户 ID 且使用相同的证书进行签名。

<application> 元素也支持 android:process 属性，您可以使用它为所有组件设置默认值。

当其他更直接为用户服务的进程需要资源时，Android 可能会在某个时候决定关闭某个进程。被关闭的进程中运行的应用组件也因此被销毁。当这些组件有工作要做时，将再次启动该进程。

在决定关闭哪些进程时，Android 系统会权衡它们对用户的相对重要性。例如，与托管可见 Activity 的进程相比，它更容易关闭托管屏幕上不再可见 Activity 的进程。因此，是否终止进程的决定取决于在该进程中运行的组件的状态。

进程生命周期及其与应用状态的关系的详细信息在进程和应用生命周期中讨论。

线程

应用启动时，系统会为应用创建一个执行线程，称为“主线程”。此线程非常重要，因为它负责将事件分派到相应的用户界面微件，包括绘图事件。它也几乎总是您的应用与 Android UI 工具包的 android.widget 和 android.view 包中的组件进行交互的线程。因此，主线程有时也称为“UI 线程”。但是，在特殊情况下，应用的主线程可能不是其 UI 线程。有关详细信息，请参阅线程注解。

系统不会为每个组件实例创建单独的线程。在同一进程中运行的所有组件都在 UI 线程中实例化，并且对每个组件的系统调用都从该线程分派。因此，响应系统回调的方法（例如报告用户操作的 onKeyDown() 或生命周期回调方法）始终在进程的 UI 线程中运行。

例如，当用户触摸屏幕上的按钮时，您的应用的 UI 线程会将触摸事件分派给微件，微件会设置其按下状态并向事件队列发布无效请求。UI 线程将请求出队并通知微件重新绘制自身。

除非您正确实现应用，否则当您的应用响应用户交互执行密集型工作时，这种单线程模型可能会导致性能不佳。在 UI 线程中执行长时间操作（例如网络访问或数据库查询）会阻塞整个 UI。当线程被阻塞时，无法分派任何事件，包括绘图事件。

从用户的角度来看，应用似乎会挂起。更糟糕的是，如果 UI 线程被阻塞超过几秒钟，用户会看到“应用无响应”(ANR) 对话框。然后，用户可能会决定退出您的应用甚至将其卸载。

请记住，Android UI 工具包不是线程安全的。因此，不要从工作线程操纵 UI。所有对用户界面的操纵都应在 UI 线程中进行。Android 的单线程模型有两条规则：

  1. 不要阻塞 UI 线程。
  2. 不要从 UI 线程外部访问 Android UI 工具包。

工作线程

由于这种单线程模型，不阻塞 UI 线程对于应用 UI 的响应能力至关重要。如果您有非即时操作要执行，请务必在单独的“后台”或“工作”线程中执行它们。请记住，您无法从 UI 线程（或主线程）之外的任何线程更新 UI。

为了帮助您遵循这些规则，Android 提供了从其他线程访问 UI 线程的多种方法。以下是一些可能有帮助的方法列表：

以下示例使用 View.post(Runnable)：

Kotlin

fun onClick(v: View) {
    Thread(Runnable {
        // A potentially time consuming task.
        val bitmap = processBitMap("image.png")
        imageView.post {
            imageView.setImageBitmap(bitmap)
        }
    }).start()
}

Java

public void onClick(View v) {
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            // A potentially time consuming task.
            final Bitmap bitmap =
                    processBitMap("image.png");
            imageView.post(new Runnable() {
                public void run() {
                    imageView.setImageBitmap(bitmap);
                }
            });
        }
    }).start();
}

此实现是线程安全的，因为后台操作在单独的线程中完成，而 ImageView 始终在 UI 线程中操作。

然而，随着操作复杂性的增加，此类代码可能会变得复杂且难以维护。为了处理与工作线程更复杂的交互，您可能需要考虑在工作线程中使用 Handler 来处理从 UI 线程传递的消息。有关如何在后台线程上调度工作并与 UI 线程通信的完整说明，请参阅后台工作概览。

线程安全方法

在某些情况下，您实现的方法会从多个线程调用，因此必须编写为线程安全的。

这主要适用于可以远程调用的方法，例如绑定服务中的方法。当对 IBinder 中实现的方法的调用源自 IBinder 正在运行的同一进程时，该方法在调用者的线程中执行。但是，当调用源自另一个进程时，该方法在系统在与 IBinder 相同的进程中维护的线程池中选择的线程中执行。它不会在进程的 UI 线程中执行。

例如，虽然服务的 onBind() 方法是从服务进程的 UI 线程调用的，但 onBind() 返回的对象中实现的方法（例如实现远程过程调用 (RPC) 方法的子类）是从池中的线程调用的。由于一个服务可以有多个客户端，因此多个池线程可以同时调用同一个 IBinder 方法，因此必须将 IBinder 方法实现为线程安全的。

同样，内容提供程序可以接收源自其他进程的数据请求。ContentResolver 和 ContentProvider 类隐藏了进程间通信 (IPC) 的管理细节，但响应这些请求的 ContentProvider 方法（方法 query()、insert()、delete()、update() 和 getType()）是从内容提供程序进程中的线程池调用的，而不是该进程的 UI 线程。由于这些方法可能同时从任意数量的线程调用，因此它们也必须实现为线程安全的。

进程间通信

Android 提供了一种使用 RPC 实现 IPC 的机制，其中方法由 Activity 或其他应用组件调用，但在另一个进程中远程执行，任何结果都返回给调用者。这需要将方法调用及其数据分解到操作系统能够理解的级别，将其从本地进程和地址空间传输到远程进程和地址空间，然后在那里重新组装并重新执行该调用。

返回值随后沿相反方向传输。Android 提供了执行这些 IPC 事务的所有代码，因此您可以专注于定义和实现 RPC 编程接口。

要执行 IPC，您的应用必须使用 bindService() 绑定到服务。有关详细信息，请参阅服务概览。