Java (Android) 多线程进程

我正在开发应用程序(Matt的traceroute windows版本 http://winmtr.net/),它创建多线程,每个线程都有自己的进程(执行ping命令)。 一段时间后关闭所有线程(例如10秒)ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor使用阻塞队列(在执行任务之前保留任务)

int NUMBER_OF_CORES = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
    NUMBER_OF_CORES * 2, NUMBER_OF_CORES * 2 + 2, 10L, TimeUnit.SECONDS, 
    new LinkedBlockingQueue<Runnable>()
);

PingThread.java

private class PingThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        long pingStartedAt = System.currentTimeMillis();
        // PingRequest is custom object
        PingRequest request = buildPingRequest(params);

        if (!isCancelled() && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {

            // PingResponse is custom object

            // Note:
            // executePingRequest uses PingRequest to create a command 
            // which than create a runtime process to execute ping command
            // using string response i am creating PingResponse

            PingResponse pingResponse = PingUtils.executePingRequest(request);

            if (pingResponse != null) {
                pingResponse.setHopLocation(hopLocation);                   
                // publish ping response to main GUI/handler
                publishProgress(pingResponse);
            } else
                Logger.error(
                    "PingThread", "PingResponse isNull for " + request.toString()
                );
        }
    }
}

现在,如果我创建多个线程,在循环中说超过500个,并在池执行器内部执行

执行线程

PingThread thread = new PingThread(params);
poolExecutor.execute(thread);

我确实知道在执行任务之前持有任务。每个线程的进程最多需要200到400ms,但通常小于10msLinkedBlockingQueue

我在做什么

for (int iteration = 1; iteration <= 50/*configurable*/; iteration++) {

    for (int index = 0; index < 10/*configurable*/; index++) {
        PingThread thread = new PingThread(someParams);
        poolExecutor.execute(thread);
    }

    try {
        Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException e) {
        Logger.error(false, e);
    }   
}

50次迭代大约需要25秒,这里我只有多达40个ping响应休息,因为超时导致损失。如果 i 增加迭代,损失也会增加(由于线程数的增加而呈指数级增长)

观察:

我在Galaxy S6上运行此应用程序,它有8个内核,应用程序池大小为16,最大池大小为16 + 2,我知道处理器一次只运行一个线程,它共享一个量子时间进行并行处理。

通过及时观察,我看到队列中有许多任务,超时后队列中仍然存在许多线程,因为ThreadPoolExecutorLinkedBlockingQueue

如果我减少没有线程,它工作正常,但如果增加它会产生问题

问题:

  • 当我使用具有双核处理器的设备时,Ping 响应减少。
  • 为什么队列中存在许多线程,其中每个线程大约需要10到50ms(增加线程时间会增加300ms或更多)?
  • 它应该在给定的时间内完成,为什么不呢?
  • 如何克服这个问题?
  • 我应该使用但它使用生产者/消费者模型,不知何故(我认为它是)也使用这个模型。ConcurrentLinkedQueueThreadPoolExecutor
  • LinkedBlockingQueue在执行任务之前保留任务(线程处于空闲状态或在队列中),如何克服这一点?
  • 通过设置后一次迭代并不能解决问题(后期迭代的线程在队列中)Thread.MAX_PRIORITY
  • 减少线程数可以解决问题,为什么?因为队列中没有线程较少?
  • 有没有办法检查,如果队列中存在的线程娱乐它们,然后执行其他线程,而不会阻塞其他线程,但在给定的时间内。
  • 增加额外的时间,如5秒不是解决方案
  • 在如何让 ThreadPoolExecutor 在排队之前将线程增加到最大值?中的更改在我的案例中不起作用。corePoolSize

在测试期间,内存和处理器使用率有限制。

需要详细的答案/帮助。

编辑

当应用程序进入后台时,没有损失,用户CPU使用率下降到0-2%,而对焦应用程序占用了4-6%的CPU使用率。是由于UI和其他拉扯的东西,我试图删除所有不必要的代码,我也确实改成了PingThreadPingTask

PingTask implements Runnable {/*....*/}

注意:我使用相同的代码创建了单独的基于java的应用程序,它在桌面上工作正常,所以我们可以说它是Android操作系统特定的问题吗?


答案 1

我不确定这是否是导致所有问题的原因,但是您正在创建许多不必要的线程。

你应该替换

private class PingThread extends Thread {

跟:

private class PingThread implements Runnable {

或(使用更合适的名称):

private class PingTask implements Runnable {

即,提交给 s 的任务本身不应该是线程本身。它的工作原理,因为一个实现,但你浪费了它。ExecutorThreadRunnable


答案 2

观察:

在使用相同的代码创建和观察独立的java应用程序(日志)之后,我了解到以下内容:

  • 不知何故,Android操作系统架构和/或处理器限制了线程的数量。
  • LinkedBlockingQueue在执行任务之前保留任务,因此,如果我们有很长的队列,队列中的稍后线程将不得不等待更多。
  • 增加/动态并且正在做同样的事情,他们在队列中添加了线程corePoolSizemaxPoolSize
  • 应用程序使用4-6%的CPU,因此我们不能说CPU过载或正在利用全部应用程序资源,但是当应用程序进入后台(GUI或其他相关的操作系统和/或基于应用程序的线程可能会停止或中断)CPU使用率下降到0-3%。

溶液:

对于50次迭代和10次内部创建500个线程,现在我做了两件事:

  • 增加一些计算所涉及的时间。Thread.sleep(millis)
  • 减少每次迭代的线程数。我现在创建了10个线程,因此每个线程有3个顺序线程,即 仍为 1,因此我们将为最后一个请求创建一个单独的线程。对于每次迭代,而不是创建10个线程,现在我正在创建4个线程。Math.ceil((double) 10 / 3) = 3PingUtils.executePingRequest(pingRequest)3 * 3 = 9
  • 现在使用这种方法,我有200个线程而不是500个线程,这解决了这个问题。

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