进程和线程概述

当应用组件启动且应用没有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，该进程只有一个执行线程。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。

如果应用组件启动时，该应用已有一个进程（因为该应用的另一个组件已启动），则该组件会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其他线程。

本文档讨论了进程和线程在 Android 应用中的工作方式。

进程

默认情况下，应用程序的所有组件都在同一个进程中运行，大多数应用程序都不会更改这一点。但是，如果您需要控制某个组件所属的进程，可以在清单文件中进行设置。

每种组件元素的清单项——<activity>、<service>、<receiver> 和 <provider>——都支持一个 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，以便每个组件在其自己的进程中运行，或者一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，以便不同应用程序的组件在同一个进程中运行，前提是这些应用程序共享相同的 Linux 用户 ID 并使用相同的证书签名。

<application> 元素也支持 android:process 属性，您可以使用它来设置应用于所有组件的默认值。

当其他进程需要资源并且这些进程更直接地为用户服务时，Android 可能会在某个时间点关闭进程。因此，在被关闭的进程中运行的应用程序组件将被销毁。当这些组件有工作要做时，系统会再次为它们启动一个进程。

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，与托管可见活动的进程相比，它更容易关闭托管屏幕上不再可见的活动的进程。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程序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

启动应用程序时，系统会为应用程序创建一个执行线程，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小部件，包括绘制事件。它也几乎总是应用程序与 Android UI 工具包的 android.widget 和 android.view 包中的组件交互的线程。因此，主线程有时被称为UI 线程。但是，在特殊情况下，应用程序的主线程可能不是其 UI 线程。有关更多信息，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此线程分派。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，应用程序的 UI 线程会将触摸事件分派到小部件，该小部件反过来设置其按下状态并将无效请求发布到事件队列。UI 线程会将请求出队并通知小部件重新绘制自身。

除非您正确实现应用程序，否则当您的应用程序响应用户交互执行密集型工作时，此单线程模型可能会导致性能低下。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，不会分派任何事件，包括绘制事件。

从用户的角度来看，应用程序似乎挂起了。更糟糕的是，如果 UI 线程阻塞超过几秒钟，用户会看到“应用程序无响应”（ANR）对话框。然后，用户可能会决定退出应用程序甚至卸载它。

请记住，Android UI 工具包不是线程安全的。因此，不要从工作线程操作 UI。从 UI 线程执行对用户界面的所有操作。Android 的单线程模型有两条规则：

不要阻塞 UI 线程。
不要从 UI 线程之外访问 Android UI 工具包。

工作线程

由于这种单线程模型，对于应用程序 UI 的响应速度来说，不要阻塞 UI 线程至关重要。如果您需要执行非即时操作，请确保在单独的后台或工作线程中执行它们。只需记住，您不能从 UI 线程以外的任何线程更新 UI。

为了帮助您遵循这些规则，Android 提供了几种从其他线程访问 UI 线程的方法。以下是一些可以提供帮助的方法：

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，因为后台操作是从单独的线程执行的，而 ImageView 始终从 UI 线程操作。

但是，随着操作复杂性的增加，这种代码可能会变得复杂且难以维护。要处理与工作线程更复杂的交互，您可以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 线程进行通信的完整说明，请参阅后台工作概述。

线程安全方法

在某些情况下，您实现的方法是从多个线程调用的，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于 IBinder 运行的同一进程时，该方法将在调用者的线程中执行。但是，当调用源于另一个进程时，该方法将在系统在与 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，但在 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）是从线程池中的线程调用的。因为服务可以有多个客户端，所以多个线程池线程可以同时使用同一个 IBinder 方法，所以必须将 IBinder 方法实现为线程安全的。

类似地，内容提供程序可以接收源自其他进程的数据请求。ContentResolver 和 ContentProvider 类隐藏了如何管理进程间通信 (IPC) 的细节，但是响应这些请求的 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，而不是进程的 UI 线程。因为这些方法可能同时从任意数量的线程调用，所以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 进行 IPC 的机制，其中方法由活动或其他应用程序组件调用，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可以理解的级别，将其从本地进程和地址空间传输到远程进程和地址空间，然后在远程进程中重新组装和重新执行调用。

然后，返回值将以相反的方向传输。Android 提供执行这些 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，您的应用程序必须使用 bindService() 绑定到服务。有关更多信息，请参阅服务概述。