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[操作系统]iOS 多线程 01


  • 进程

    • 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
  • 线程

    • 1个进程要想执行任务,必须得有线程(每1个进程至少要有1条线程)
    • 1个线程中任务的执行是串行的(执行完上一个才能执行下一个)
  • 多线程

    • 1个进程中可以开启多条线程,多条线程可以并行(同时)执行不同的任务
    • 线程可以并行, 但是每个线程中的任务还是串行
  • 多线程原理

    • 多线程并发(同时)执行,其实是CPU快速地在多条线程之间调度(切换)
  • 多线程优缺点

    • 优点
      • 能适当提高程序的执行效率
      • 能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)
    • 缺点
      • 线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大
      • 如果开启大量的线程,会降低程序的性能
      • 程序设计更加复杂:比如线程之间的通信、多线程的数据共享

  • pthread
    • 类型: C语言中类型的结尾通常 _t/Ref,而且不需要使用 *
    • /*参数:1. 线程代号的地址2. 线程的属性3. 调用函数的指针 - void *(*)(void *) - 返回值 (函数指针)(参数) - void * 和 OC 中的 id 是等价的4. 传递给该函数的参数返回值:如果是0,表示正确如果是非0,表示错误码*/NSString *str = @"jx";pthread_t thid;int res = pthread_create(&thid, NULL, &demo, (__bridge void *)(str));if (res == 0) { NSLog(@"OK");} else { NSLog(@"error %d", res);}

  • NSThread

    • 一个NSThread对象就代表一条线程
  • 创建线程的几种方式

  • // 1.创建线程 NJThread *thread = [[NJThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"jx"]; // 设置线程名称 [thread setName:@"ljx"]; // 设置线程的优先级 // 优先级仅仅说明被CPU调用的可能性更大  [thread setThreadPriority:1.0]; // 2.启动线程 [thread start];
    - detach/performSelector  + 优点:简单快捷  + 缺点:无法对线程进行更详细的设置```objc// 1.创建线程[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"jx"];// 1.创建线程// 注意: Swift中不能使用, 苹果认为这个方法不安全  [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"jx"];


  • 线程状态
  •   启动线程  NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];[thread start];  // 进入就绪状态 ->     运行状态。当线程任务执行完毕,自动进入死亡状态  阻塞(暂停)线程  + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;  + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;  // 进入阻塞状态  强制停止线程  + (void)exit;  // 进入死亡状态注意:一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务  如图:

    多线程的安全隐患

    • 被锁定的代码同一时刻只能有一个线程执行
    • @synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }

  • 互斥锁的优缺点 优点:能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题 缺点:需要消耗大量的CPU资源

  • 互斥锁注意点

    • 锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的
    • 锁定范围越大, 性能越差

  • 原子和非原子属性

    • atomic:线程安全,需要消耗大量的资源
    • nonatomic:非线程安全,适合内存小的移动设备
  • 自旋锁 & 互斥锁

    • 共同点 都能够保证同一时间,只有一条线程执行锁定范围的代码
    • 不同点
      • 互斥锁:如果发现有其他线程正在执行锁定的代码,线程会进入"休眠"状态,等待其他线程执行完毕,打开锁之后,线程会被"唤醒"
      • 自旋锁:如果发现有其他线程正在执行锁定的代码,线程会"一直等待"锁定代码执行完成! 自旋锁更适合执行非常短的代码!

  • 线程间通信
      • 子线程做耗时操作, 主线程更新数据
  • #import "ViewController.h"@interface ViewController ()@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{    // 开启一个子线程下载图片  [self performSelectorInBackground:@selector(downlod) withObject:nil];}- (void)downlod{  NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);  // 1.下载图片   NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.4j4j.cn/upload/pic/20130531/07ed5ea485.jpg"];   NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];  // 2.将二进制转换为图片  UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];    // 3.跟新UI#warning 注意: 千万不要在子线程中更新UI, 会出问题    /*   waitUntilDone:   YES: 如果传入YES, 那么会等待updateImage方法执行完毕, 才会继续执行后面的代码   NO: 如果传入NO, 那么不会等待updateImage方法执行完毕, 就可以继续之后后面的代码   */  /*  [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];   */    // 开发中常用//  [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];    // 可以在指定的线程中, 调用指定对象的指定方法  [self performSelector:@selector(updateImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];  }- (void)updateImage:(UIImage *)image{  NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);  // 3.更新UI  self.imageView.image = image;  }

  • GCD
  • GCD中有2个核心概念

    • 任务:执行什么操作
    • 队列:用来存放任务
  • 执行任务

    • 同步方法: dispatch_sync
    • 异步方法: dispatch_async
    • 同步和异步的区别
      • 同步:只能在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
      • 异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
  • 队列

    • 并发队列
      • 可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)
      • 并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效
      • GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,可以无需手动创建      使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列      dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(      dispatch_queue_priority_t priority, //          队列的优先级      unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可      获得全局并发队列      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);      全局并发队列的优先级      #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高      #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)      #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低      #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

         

    • 串行队列  * 让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)
    •     GCD中获得串行有2种途径    使用dispatch_queue_create函数创建串行队列    // 创建串行队列(队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL)    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);    使用主队列(跟主线程相关联的队列)    主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列    放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行    使用dispatch_get_main_queue()获得主队列    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    • 注意点

      同步和异步主要影响:能不能开启新的线程
      • 同步:只是在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
      • 异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
      并发和串行主要影响:任务的执行方式
      • 并发:允许多个任务并发(同时)执行
      • 串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务
    • 各种任务队列搭配

      • 同步 + 串行 *
      • 同步 + 并发 *
      • 异步 + 串行 *
      • 异步 + 并发 *
      • 异步 + 主队列 *
      • 同步 + 主队列 *
    • GCD线程间通信

    • dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  // 执行耗时的异步操作...   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{    // 回到主线程,执行UI刷新操作    });});

    • GCD其它用法
    • 延时执行
    • dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{  // 2秒后执行这里的代码...});

       

    • 一次性代码

      • 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
    • static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的) });

       

    • 快速迭代
    • dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){  // 执行10次代码,index顺序不确定});

    • barrier
      • 在前面的任务执行结束后它才执行,而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
      • 不能是全局的并发队列
      • 所有的任务都必须在一个队列中
      • dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

    • 队列组
    • dispatch_group_t group = dispatch_group_create();dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  // 执行1个耗时的异步操作});dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  // 执行1个耗时的异步操作});dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{  // 等前面的异步操作都执行完毕后,回到主线程...});

    • iOS中多线程的实现方案

      • 如图:
    • 单例模式

      • 单例模式的作用

        - 可以保证在程序运行过程,一个类只有一个实例,而且该实例易于供外界访问,从而方便地控制了实例个数,并节约系统资源
      • 单例模式的使用场合

        • 在整个应用程序中,共享一份资源(这份资源只需要创建初始化1次)
      • ARC中,单例模式的实现

      • 在.m中保留一个全局的static的实例    static id _instance;    重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全)    + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone    {      static dispatch_once_t onceToken;      dispatch_once(&onceToken,^{      _instance = [super allocWithZone:zone];      });       return _instance;    }    提供1个类方法让外界访问唯一的实例    + (instancetype)sharedInstance    {      static dispatch_once_t onceToken;      dispatch_once(&onceToken, ^{      _instance = [[self alloc] init];       });      return _instance;    }    实现copyWithZone:方法    - (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone    {      return _instance;    }    注意点      // 注意点: 单例是不可以继承的, 如果继承引发问题      // 如果先创建父类, 那么永远都是父类      // 如果先创建子类, 那么永远都是子类