CN106557369A - 一种多线程的管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多线程的管理方法及系统，用于基于安卓操作系统的客户端，涉及网络技术领域。该方法包括以下步骤：根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程；接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序；持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于所述预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。本发明不但能确保预定数量的线程请求立即执行，提高线程请求的执行效率，而且能有效地避免大量线程同时执行的情况，降低系统负荷，提高安卓应用程序的开发效率。

Description

一种多线程的管理方法及系统

本发明涉及网络技术领域，具体是涉及一种多线程的管理方法及系统。

背景技术

多线程(multithreading)是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。在安卓应用程序的开发过程中，经常需要使用多线程工具，而开发人员对于多线程的使用比较随意，需要的时候就开启一个线程，这样随意地开启线程会增加系统负荷，如果有多个线程同时运行，而且它们试图访问相同的资源，有可能会产生系统资源紧张等问题，降低系统运行速度，使得应用程序的开发效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种多线程的管理方法，本发明的另一目的在于提供一种直播视频动态上传系统，不但能够确保预定数量的线程请求立即执行，节省开启线程时的等待时间，提高线程请求的执行效率，而且能够有效地避免大量线程同时执行的情况，降低系统负荷，提高安卓应用程序的开发效率。

本发明提供一种多线程的管理方法，用于基于安卓操作系统的客户端，包括以下步骤：

根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程；

接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序；

持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于所述预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

在上述技术方案的基础上，在客户端中开启预定数量的线程包括：

持续获取客户端的CPU的实时使用率，依据所述实时使用率计算获得CPU的实时空闲率；

根据所述实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定所述预定数量；

开启所述预定数量的线程。

在上述技术方案的基础上，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：

在所述实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将所述实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个所述区间对应一个预先设定的最少开启线程数量；

根据所述实时空闲率的计算结果所在的区间，将所述区间对应的最少开启线程数量作为所述预定数量。

在上述技术方案的基础上，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系还包括：任一个所述区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量；

当正在执行的线程的总数达到或超过所述最少开启线程数量时，将所述区间对应的最多开启线程数量作为更新后的所述预定数量。

在上述技术方案的基础上，持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数包括：

创建用于保存正在执行的线程的总数的线程变量；

定期监听正在执行的线程，将请求队列中的任一线程请求放入未执行的线程中执行时，所述线程变量的数值增加1；任一个正在执行的线程完成时，所述线程变量的数值减去1。

在上述技术方案的基础上，所述预定的规则为按照用户的线程请求的接收时间先后顺序。

在上述技术方案的基础上，所述预定的规则为按照用户的线程请求的优先级由高到低的顺序，当线程请求的优先级相同时，按照线程请求的接收时间先后顺序。

本发明还提供一种多线程的管理系统，用于基于安卓操作系统的客户端，包括：

线程模块，用于根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程；

接收模块，用于接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序；

控制模块，用于持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于所述预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

在上述技术方案的基础上，所述线程模块用于持续获取客户端的CPU的实时使用率，依据所述实时使用率计算获得CPU的实时空闲率；根据所述实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定所述预定数量；开启所述预定数量的线程。

在上述技术方案的基础上，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：在所述实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将所述实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个所述区间对应一个预先设定的最少开启线程数量，任一个所述区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量；

所述线程模块用于根据所述实时空闲率的计算结果所在的区间，将所述区间对应的最少开启线程数量作为所述预定数量；

以及，

当正在执行的线程的总数达到或超过所述最少开启线程数量时，将所述区间对应的最多开启线程数量作为更新后的所述预定数量。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明在客户端中开启预定数量的线程，不但确保了预定数量的线程请求能够被立即执行，节省开启线程时的等待时间，提高了线程请求的执行效率，而且能够有效地避免大量线程同时执行的情况，降低系统负荷，提高安卓应用程序的开发效率。

(2)本发明中开启的线程数量根据CPU的实时空闲率动态确定，能够在避免大量线程同时执行的情况下，确保系统资源得到高效的利用。

(3)本发明可以对线程请求灵活地采取按照接收时间或者优先级由高到低的管理机制，能够优先响应紧急的线程请求，进一步提高安卓应用程序的开发效率。

附图说明

图1是本发明实施例多线程的管理方法流程图；

图2是步骤S1的具体流程图；

图3是本发明实施例多线程的管理系统示意图。

具体实施方式

术语说明：

Top命令：Linux平台上自带的一个工具，这个工具能够实时的反馈CPU的相关信息以及使用情况等。

构造函数：是一种特殊的方法，主要用来在创建对象时初始化对象，即为对象成员变量赋初始值，总与new运算符一起使用在创建对象的语句中。特别的一个类可以有多个构造函数，可根据其参数个数的不同或参数类型的不同来区分它们，即构造函数的重载。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明的第一个实施例提供一种多线程的管理方法，用于基于安卓操作系统的客户端，包括以下步骤：

S1.根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程。

本发明为开启的线程开辟了一定的动态空间，目的是为了后续有线程任务的时候，省去了线程资源申请的过程，确保能快速地执行线程，提高线程的执行效率。

参见图2所示，步骤S1具体包括：

S101持续获取客户端的中央处理器CPU的实时使用率，依据实时使用率计算获得CPU的实时空闲率，实时空闲率的计算依据公式：实时空闲率＝1-实时使用率。

通过调用top命令，然后读取top命令的返回值来获取CPU的占用率，具体实施方法如下：

执行top命令，通过代码执行top命令具体方式是Runtime.getRuntime().exec("top")，这个函数是通过系统提供的运行时环境去执行top命令，执行完top命令后，Runtime.getRuntime().exec("top")函数会返回一个字符串str，然后通过BufferedReader读取top命令的返回值str，即将str传入到BufferedReader的构造函数中，这样就能够获得BufferedReader的一个实例对象bufReader。通过实例对象bufReader的readLine函数读取str中的具体内容信息。读取出来的内容举例如下：30％xxx等，一行数据中第一个百分号％的位置前面的数据就是当前CPU的实时使用率。

为了解析出第一个百分号％前面的数据，可以调用split函数对这一行数据进行拆分。split函数的主要功能是将原始数据进行拆分，拆分的依据是根据传入的拆分符进行判定。

此处是根据传入的拆分符％进行拆分，拆分完成后会返回拆分后的一个数组数据。由于需要获取的CPU的实时使用率是在该行数据的最前面，所以数组的第一个元素就是当前CPU的实时使用率，为了叙述方便，用useage来标记CPU的实时使用率。

本发明中开启的线程数量根据CPU的实时空闲率动态确定，能够在避免大量线程同时执行的情况下，确保系统资源得到高效的利用。

S102根据实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定预定数量。

预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：

在实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个区间对应一个预先设定的最少开启线程数量。

根据实时空闲率的计算结果所在的区间，将区间对应的最少开启线程数量作为预定数量。

预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系还包括：任一个区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量。

当正在执行的线程的总数达到或超过最少开启线程数量时，将区间对应的最多开启线程数量作为更新后的预定数量。

为了后文叙述方便，将最少开启线程数量标记为minNum，最多开启线程数量标记为maxNum，将CPU的实时空闲率标记为FreeCpu。

具体调整规则举例如下：

1)FreeCpu≤10：此时设置minNum＝maxNum＝3，表明当CPU的实时空闲率小于或等于10％的时候，最多开启3个线程。

2)10<FreeCpu≤50：此时设置minNum＝5，maxNum＝8，表明当CPU的实时空闲率在10％到50％之间的时候，最少开启5个线程，最多开启8个线程。

3)50<FreeCpu：此时设置minNum＝5，maxNum＝10，表明当CPU的实时空闲率大于50％的时候，最少开启5个线程，最多开启10个线程。

当应用启动的时候。开启minNum个常驻线程资源，为了能够有效地使用系统资源，开启的线程数量根据CPU的实时空闲率动态调节minNum和maxNum的值。通过上述动态调整minNum和maxNum的方法，就可以更好地利用系统的资源，并且可以有效地避免过多开启的线程导致系统不堪重负的情况。

上述例子中，设n＝2，将实时空闲率的最大值和最小值之间划分为3个区间，每个区间都对应一个预先设定的最少开启线程数量minNum，以及一个预先设定的最多开启线程数量maxNum。实际应用时，可根据不同系统的性能高低、线程请求所实际执行的任务所占资源多少等实际情况，灵活设置n、minNum和maxNum的值。

S103开启预定数量的线程。

本发明在客户端中开启预定数量的线程，不但确保了预定数量的线程请求能够被立即执行，节省开启线程时的等待时间，提高了线程请求的执行效率，而且能够有效地避免大量线程同时执行的情况，降低系统负荷，提高安卓应用程序的开发效率。

S2.接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序。

预定的规则为按照用户的线程请求的接收时间先后顺序。

预定的规则为按照用户的线程请求的优先级由高到低的顺序，当线程请求的优先级相同时，按照线程请求的接收时间先后顺序。

例如，可以预先规定线程的3个优先级，分别是：

低优先级：low；

普通优先级：middle；

高优先级：high。

将接收的用户的线程请求保存在一个请求队列listThread中，然后遍历请求队列listThread中的所有线程请求的优先级，并根据优先级高低进行重新排序处理，如果线程请求为同等优先级，则按照进入请求队列listThread的顺序来进行排序。

本发明可以对线程请求灵活地采取按照接收时间或者优先级由高到低的管理机制，能够优先响应紧急的线程请求，进一步提高安卓应用程序的开发效率。

S3.持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数包括：

创建用于保存正在执行的线程的总数的线程变量。

定期监听正在执行的线程，将请求队列中的任一线程请求放入未执行的线程中执行时，线程变量的数值增加1；任一个正在执行的线程完成时，线程变量的数值减去1。

例如，创建一个全局变量threadCount，用来保存系统中正在执行的线程的总数。每次开启一个线程的时候，threadCount的值就增加1，当前线程执行完成后threadCount的值就减少1，这样就能够实时知道当前正在执行的线程的总数。定期监听正在执行的线程具体通过轮询方式来监听正在执行的多个线程是否执行完成，轮询过程中可以使用一个休眠函数Thread.sleep(50)，这个函数是设置轮询时间间隔为50毫秒，这样处理的原因在于：不断地频繁监听线程会占用较多的CPU资源，并且耗费更多的电能。如果每隔50毫秒监听一次，这样既能够保证及时获得线程执行状态，又能占用较少的CPU资源。通过不断的轮询，判断线程是否执行完成，如果执行完成立即将threadCount的数值减去1。

可以持续定期监听正在执行的线程，或者在正在执行的线程的总数超出最少开启线程数量时，才开始定期监听正在执行的线程，当监听到线程执行完成后立即释放线程资源，提高系统运行效率。

如果正在执行的线程的总数threadCount小于最少开启线程数量minNum，说明正在执行的线程的总数threadCount还没有达到最少开启线程数量minNum，这个时候可以直接将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

如果正在执行的线程的总数threadCount大于或者等于最少开启线程数量minNum，说正在执行的线程的总数threadCount已经达到最少开启线程数量minNum了，需要对其进一步进行判断，如果正在执行的线程的总数threadCount小于最多开启线程数量maxNum，这个时候，预定数量已在步骤S1被更新为区间对应的最多开启线程数量，并按照最多开启线程数量与最少开启线程数量的差值，在客户端中开启了新的线程，因此，可以将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入新开启的线程中执行。

如果正在执行的线程的总数threadCount大于或者等于最多开启线程数量maxNum，说明正在执行的线程的总数threadCount已经等于或者超过预先设定的最多开启线程数量maxNum了，此时就将当前接收的线程请求放在请求队列中，等其他线程执行完成以后，再处理该线程的任务请求。

本发明提出了合理的多线程管理的方法和系统，能够有效地管理多线程，避免大量线程同时执行的情况，控制系统负荷。同时对多线程按照优先级管理机制，能够动态优先处理紧急线程问题。

本发明规定了最少开启线程数量和最多开启线程数量，将系统中的线程控制在一定的数量范围之内，通过CPU的使用情况来动态调节开启线程的最小值和最大值，这样就能够保证更好地利用系统资源，并且可以有效地避免过多的线程造成的系统不堪重负的情况。最少开启线程数量自从应用开始运行时就开启，这样确保了最少开启线程数量的线程能够快速执行，省去了开启线程的时间，提高了线程的执行效率。最多开启线程数量的限定能够有效地保证线程执行的数量，防止系统超负荷运行过多线程。

本发明实施例还提供一种多线程的管理系统，用于基于安卓操作系统的客户端，参见图3所示，包括线程模块、接收模块和控制模块。

线程模块，用于根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程。

线程模块用于持续获取客户端的中央处理器CPU的实时使用率，依据实时使用率计算获得CPU的实时空闲率；根据实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定预定数量；开启预定数量的线程。

预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：在实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个区间对应一个预先设定的最少开启线程数量，任一个区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量。

线程模块用于根据实时空闲率的计算结果所在的区间，将区间对应的最少开启线程数量作为预定数量，

以及，

当正在执行的线程的总数达到或超过最少开启线程数量时，将区间对应的最多开启线程数量作为更新后的预定数量。

接收模块，用于接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序。

控制模块，用于持续地检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种多线程的管理方法，用于基于安卓操作系统的客户端，其特征在于，包括以下步骤：

根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程；

接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序；

持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于所述预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

2.如权利要求1所述的多线程的管理方法，其特征在于，在客户端中开启预定数量的线程包括：

持续获取客户端的CPU的实时使用率，依据所述实时使用率计算获得CPU的实时空闲率；

根据所述实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定所述预定数量；

开启所述预定数量的线程。

3.如权利要求2所述的多线程的管理方法，其特征在于，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：

在所述实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将所述实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个所述区间对应一个预先设定的最少开启线程数量；

根据所述实时空闲率的计算结果所在的区间，将所述区间对应的最少开启线程数量作为所述预定数量。

4.如权利要求3所述的多线程的管理方法，其特征在于，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系还包括：任一个所述区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量；

当正在执行的线程的总数达到或超过所述最少开启线程数量时，将所述区间对应的最多开启线程数量作为更新后的所述预定数量。

5.如权利要求1所述的多线程的管理方法，其特征在于，持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数包括：

创建用于保存正在执行的线程的总数的线程变量；

定期监听正在执行的线程，将请求队列中的任一线程请求放入未执行的线程中执行时，所述线程变量的数值增加1；任一个正在执行的线程完成时，所述线程变量的数值减去1。

6.如权利要求1至5任一项所述的多线程的管理方法，其特征在于：所述预定的规则为按照用户的线程请求的接收时间先后顺序。

7.如权利要求1至5任一项所述的多线程的管理方法，其特征在于：所述预定的规则为按照用户的线程请求的优先级由高到低的顺序，当线程请求的优先级相同时，按照线程请求的接收时间先后顺序。

8.一种多线程的管理系统，用于基于安卓操作系统的客户端，其特征在于，包括：

线程模块，用于根据预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，在客户端中开启预定数量的线程；

接收模块，用于接收用户的线程请求，将线程请求存入请求队列中，并按照预定的规则对请求队列中的所有线程请求进行排序；

控制模块，用于持续检测开启的线程中正在执行线程请求的线程的总数，当正在执行的线程的总数低于所述预定数量时，将请求队列中的线程请求按照排列的顺序依次放入未执行的线程中执行。

9.如权利要求8所述的直播视频动态上传系统，其特征在于：所述线程模块用于持续获取客户端的CPU的实时使用率，依据所述实时使用率计算获得CPU的实时空闲率；根据所述实时空闲率的计算结果，以及预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系，确定所述预定数量；开启所述预定数量的线程。

10.如权利要求9所述的直播视频动态上传系统，其特征在于，预设的CPU的实时使用率与可开启线程数量的关系包括：在所述实时空闲率的最大值和最小值之间，设定n个区分点，n为正整数，将所述实时空闲率的最大值和最小值之间划分为n+1个区间，任一个所述区间对应一个预先设定的最少开启线程数量，任一个所述区间还对应一个预先设定的最多开启线程数量；

所述线程模块用于根据所述实时空闲率的计算结果所在的区间，将所述区间对应的最少开启线程数量作为所述预定数量；

以及，

当正在执行的线程的总数达到或超过所述最少开启线程数量时，将所述区间对应的最多开启线程数量作为更新后的所述预定数量。