Android 高性能编码一：多线程并发或分布式提高TPS

最新推荐文章于 2025-06-16 18:30:11 发布

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分类专栏： Android高性能编码文章标签： Android高性能编码多线程

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本文介绍如何通过多线程技术优化Android应用程序的TPS（每秒事务处理数），包括防止线程阻塞、提升运行速度、分布式处理、线程池复用及合理设置线程优先级等方面。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

TPS(Transaction Per Second)
TPS为每秒处理的事务数，是系统吞吐量的指标，在搜索系统中也用QPS(Query Per Second)衡量。TPS一般与响应时间反相关。

通常所说的性能问题就是指响应时间过长、系统吞吐量过低。

Android高性能编码一：多线程并发或分布式提高TPS

Android高性能编码二：利用缓存提高TPS

Android高性能编码三：数据结构和算法优化

Android高性能编码四：代码优化

多线程优化TPS主要有以下几种方式

1.多线程并发，防止线程阻塞带来的性能损失

Java线程存在创建、可运行、阻塞、运行中、死亡等生命周期，每个线程在运行的过程中，不可避免的要被阻塞，等待时机成熟再运行，这个时候CPU的资源不能浪费，就需要再起起一个线程去做其他事情，正如烧水的例子，你可以在等待水开的过程中，准备好茶具、茶叶，然后水开之后就可以泡茶，如果你单线程操作的话，等你准备好之后，水也凉了半截了，这就是一个多线程的例子，反正闲着也是闲着。多线程可以在比较短的时间里，做完一项复杂的工作。这个熟悉的例子是我们最开始学习多线程时就明白的道理。

在实际的运行过程中，Android在调用接口时，会使用到很多IO接口，而IO很多是阻塞的，比如网络操作，为防止阻塞带来的性能损失，最好另起一个线程。

Android系统其实已经注意到了这点，如果你在主线程做非常耗时的操作，UI线程5秒没有反应的话就会造成ANR，Android系统的这种限制，就要求开发者耗时操作必须另起一个线程，实际上就是一个提高性能，提升用户体验的一个设定。而且，前面提到的网络操作，Android系统本身就要求在子线程里面做网络操作，另外，Android 多方便开发者使用多线程，设计了很多多线程组件。

可以参考文章http://www.cnblogs.com/bugly/p/5519510.html，作者详细的介绍了Android系统为了多线程设计的组件的使用场景。

2.多线程并发，提升运行速度。

在使用多线程时，一定要知道一个道理：处理速度的最终决定因素是CPU、内存等，在单CPU（无论多少核）上，分配CPU资源的单位是“进程”而不是“线程”。
我们可以做一个简单的试验：

假设我要拷贝100万条数据，单CPU电脑，用一个进程，在单线程的情况下，CPU占用率为5%，耗时1000秒。那么当在这个进程下，开辟10个线程同时去运行，是不是CPU占用率增加到50%，耗时减少到100秒呢？显然不是。我实测出来的情况是这样的：

“CPU占用率仍然是5%，总耗时仍然是1000秒。且每个线程的运行时间也为1000秒。”

重点是后面那句，怎么理解？意味着什么？
我的理解如下：进程只有一个，所以分配的CPU资源是一定的，多线程只不过是轮流抢占CPU而已，并不会真正提高处理速度。这意味着，多线程的作用主要在于提高了并发数量，比如http请求，如果是单线程，一次只能接收一个请求，多线程则可以同时接收多个请求。

所以，单核的CPU多线程并不能提升速度，而多核CPU使用多线程将提升速度。线程池核心线程数的设置就是考虑到了这个特性。

一般线程池核心线程数的设置：

IO密集型 = CPU核数 * 10

计算密集型 = CPU核数+1

3.多线程分布式，使业务逻辑清晰严谨

通过巧妙的结合使用synchronized和Thread的join、wait、notify、notifyAll等方法会使代码更严谨，高效。像录制视频的例子，为保证视频的质量，音频和视频的录制编码必须严谨，就是巧妙的使用了线程。

4.巧用线程池提高线程复用

前面提到了线程的多个生命周期，像Java的所有类一样，线程的创建和销毁也会影响到性能，销毁的时候大量的对象和内存需要回收，gc时势必会卡一下，如果有大量的线程要使用的话，最好使用线程池，它可以很好的管理线程，并提高线程重用度，降低线程的创建和销毁

5.设置线程的优先级，让紧急的任务尽快处理

系统对线程的调度，按照线程的优先级，Android系统有两个API可以设置优先级

a.方式一

Process.setThreadPriority（Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND）； //设置线程优先级为后台，这样当多个线程并发后很多无关紧要的线程分配的CPU时间将会减少，有利于主线程的处理，相关的Thread优先级 Android就Android平台专有的定义罗列有以下几种：

　　int THREAD_PRIORITY_AUDIO //标准音乐播放使用的线程优先级

　　int THREAD_PRIORITY_BACKGROUND //标准后台程序

　　int THREAD_PRIORITY_DEFAULT // 默认应用的优先级

　　int THREAD_PRIORITY_DISPLAY //标准显示系统优先级，主要是改善UI的刷新

　　int THREAD_PRIORITY_FOREGROUND //标准前台线程优先级

　　int THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE //低于favorable

　　int THREAD_PRIORITY_LOWEST //有效的线程最低的优先级

　　int THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE //高于favorable

　　int THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO //标准较重要音频播放优先级

　　int THREAD_PRIORITY_URGENT_DISPLAY //标准较重要显示优先级，对于输入事件同样适用.

    field public static final int THREAD_PRIORITY_AUDIO = -16; // 0xfffffff0
    field public static final int THREAD_PRIORITY_BACKGROUND = 10; // 0xa
    field public static final int THREAD_PRIORITY_DEFAULT = 0; // 0x0
    field public static final int THREAD_PRIORITY_DISPLAY = -4; // 0xfffffffc
    field public static final int THREAD_PRIORITY_FOREGROUND = -2; // 0xfffffffe
    field public static final int THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE = 1; // 0x1
    field public static final int THREAD_PRIORITY_LOWEST = 19; // 0x13
    field public static final int THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE = -1; // 0xffffffff
    field public static final int THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO = -19; // 0xffffffed
    field public static final int THREAD_PRIORITY_URGENT_DISPLAY = -8; // 0xfffffff8

数值越小优先级越低，

优先级越高的线程被优先处理

04-23 11:20:09.312 17761-17777/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread B os priority: -19 loop count: 99859
04-23 11:20:09.312 17761-17776/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A os priority: 19 loop count: 89701
04-23 11:20:09.312 17761-17777/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread B os priority: -19 loop count: 99860
04-23 11:20:09.312 17761-17776/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A os priority: 19 loop count: 89702
04-23 11:20:09.312 17761-17776/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A os priority: 19 loop count: 89703
04-23 11:20:09.312 17761-17777/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread B os priority: -19 loop count: 99861
04-23 11:20:09.312 17761-17776/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A os priority: 19 loop count: 89704

线程B优先级-19比低优先级19的线程A执行多了将近10万的loop，多执行了10万多次。

b.方式二

java.lang.Thread.setPriority (int priority)
priority：【1, 10】，低优先级 -> 高优先级。

   /**
     * The minimum priority that a thread can have.
     */
    public final static int MIN_PRIORITY = 1;

   /**
     * The default priority that is assigned to a thread.
     */
    public final static int NORM_PRIORITY = 5;

    /**
     * The maximum priority that a thread can have.
     */
    public final static int MAX_PRIORITY = 10;

-23 11:15:27.804 13432-13448/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread B java priority: 1 loop count: 75212
04-23 11:15:27.804 13432-13448/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread B java priority: 1 loop count: 75213
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99860
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99861
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99862
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99863
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99864
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99865
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99866
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99867
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99868
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99869
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99870
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99871
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99872
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99873
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99874
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99875
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99876
04-23 11:15:27.804 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 99877
......
04-23 11:15:27.805 13432-13447/com.vrseen.test2 D/TestThreadPriority: Thread A java priority: 10 loop count: 100000

线程优先级数值为10的比数值为1的线程多执行25万次

方式二效果更好。

demo参考文章

http://blog.sina.com.cn/s/blog_601cbd070100njbi.html