进程
- 什么是进程
- 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
- 每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内
- 比如同时打开迅雷、Xcode，系统就会分别启动2个进程
- 通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程
线程
- 什么是线程
- 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）
- 一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行
- 比如使用酷狗播放音乐、使用迅雷下载电影，都需要在线程中执行
线程串行
- 1个线程中任务的执行是串行的
- 如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务
- 也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务
多线程
- 什么是多线程
- 1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务
- 进程 车间，线程 车间工人
- 多线程技术可以提高程序的执行效率
多线程的优缺点
- 多线程的优点
- 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）
- 多线程的缺点
- 建线程是有开销的，iOS下主要成本包括：内核数据结构（大约1KB）、栈空间（子线程512KB、主线程1MB，也可以使用-setStackSize:设置，但必须是4K的倍数，而且最小是16K），创建线程大约需要90毫秒的创建时间
- 如果开启大量的线程，会降低程序的性能
- 线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大
- 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
多线程在iOS开发中的应用
- 什么是主线程
- 一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”
- 主线程的主要作用
- 显示\刷新UI界面
- 处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）
- 主线程的使用注意
- 别将比较耗时的操作放到主线程中
- 耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种“卡”的坏体验
NSThread
创建和启动线程
- 一个
NSThread对象就代表一条线程 - 创建、启动线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法
- 主线程相关用法
+(NSThread *)mainThread; // 获得主线程
-(BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+(BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
- 其他用法
- 获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];
- 线程的名字
-(void)setName:(NSString *)n;
-(NSString *)name;
- 其他创建线程方式
- 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
- 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
- 上述2种创建线程方式的优缺点
- 优点：简单快捷
- 缺点：无法对线程进行更详细的设置
控制线程状态
- 启动线程
-(void)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
多线程的安全隐患
- 资源共享
- 1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源
- 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
- 当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题
- 安全隐患解决 – 互斥锁
- 互斥锁使用格式
@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }
//注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的
- 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
- 互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源
- 相关专业术语：线程同步
- 线程同步的意思是：多条线程在同一条线上执行（按顺序地执行任务）
- 互斥锁，就是使用了线程同步技术
原子和非原子属性
- OC在定义属性时有
nonatomic和atomic两种选择 -
atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic） -
nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁 -
nonatomic和atomic对比 -
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 - iOS开发的建议
- 所有属性都声明为
nonatomic - 尽量避免多线程抢夺同一块资源
- 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力
线程间通信
- 什么叫做线程间通信
- 在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信
- 线程间通信的体现
- 1个线程传递数据给另1个线程
- 在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
- 线程间通信常用方法
-(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
-(void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- 线程间通信方式 – 利用
NSPort(端口类很少用)
GCD
简介
- 什么是GCD
- 全称是
Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器” - 纯C语言，提供了非常多强大的函数
- GCD的优势
- GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
- GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
- GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
- 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
任务和队列
- 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
- GCD的使用就2个步骤
- 定制任务
- 确定想做的事情
- 将任务添加到队列中
- GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
- 任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出
执行任务
- GCD中有2个用来执行任务的常用函数
- 用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//queue：队列
//block：任务
- 用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 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
- GCD中还有个用来执行任务的函数：
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//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
队列的类型
- GCD的队列可以分为2大类型
- 并发队列
（Concurrent Dispatch Queue）- 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
- 串行队列
（Serial Dispatch Queue）- 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）
容易混淆的术语
- 有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
- 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：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
并发队列
- 使用
dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称
dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型
- 创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
- 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
- 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();
各种队列的执行效果
/**
* 同步函数+主队列 线程堵死
*/
-(void)syncMain{
NSLog(@"begin");
//1创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
/**
* 异步函数+主队列 只在主线程中执行任务
*/
-(void)asyncMain{
//1创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
}
/**
* 同步函数+串行队列 不会开启新线程
*/
-(void)syncSerial{
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
}
/**
* 异步函数+串行队列 会开启新的线程，但是任务是串行，执行完一个任务在执行下一个任务
*/
-(void)asyncSerial{
//1创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
}
/**
* 同步函数+并行队列 不会开启新线程
*/
-(void)syncConcurrent{
//1获得全局的并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
}
/**
* 异步函数+并行队列 可以同时开启多条线程
*/
-(void)asyncConcurrent{
//1创建一个并发队列
// dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//1获得全局的并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
});
}
线程间通信示例
- 从子线程回到主线程
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
});
});
延时执行
- iOS常见的延时执行
- 调用
NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法
- 使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后异步执行这里的代码...
});
- 使用
NSTimer
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];
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)
});
定时器
// 创建Timer
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
// 设置定时器的触发时间（1秒后）和时间间隔（每隔2秒）
dispatch_source_set_timer(self.timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);
// 设置回调
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
NSLog(@"Timer %@", [NSThread currentThread]);
});
// 开始定时器
dispatch_resume(self.timer);
//取消定时器
dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;
- 类似于登录注册获取验证码的倒计时按钮
//
// UIButton+countDown.m
// 计时器按钮
//
// Created by 庄子豪 on 16/6/24.
// Copyright © 2016年 zzh. All rights reserved.
//
#import "UIButton+countDown.h"
@implementation UIButton (countDown)
- (void)startWithTime:(NSInteger)timeLine title:(NSString *)title countDownTitle:(NSString *)subTitle mainColor:(UIColor *)mColor countColor:(UIColor *)color {
//倒计时时间
__block NSInteger timeOut = timeLine;
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_source_t _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
//每秒执行一次
dispatch_source_set_timer(_timer, dispatch_walltime(NULL, 0), 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
//倒计时结束，关闭
if (timeOut <= 0) {
dispatch_source_cancel(_timer);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.backgroundColor = mColor;
[self setTitle:title forState:UIControlStateNormal];
self.userInteractionEnabled = YES;
});
} else {
int seconds = timeOut % 60;
NSString *timeStr = [NSString stringWithFormat:@"%0.2d", seconds];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.backgroundColor = color;
[self setTitle:[NSString stringWithFormat:@"%@%@",timeStr,subTitle] forState:UIControlStateNormal];
self.userInteractionEnabled = NO;
});
timeOut--;
}
});
dispatch_resume(_timer);
}
@end
快速迭代
- 使用
dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
// 执行10次代码，index顺序不确定
});
队列组
- 有这么1种需求
- 首先：分别异步执行2个耗时的操作
- 其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
- 如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组
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...
});
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;
}
NSOperation
简介
NSOperation的作用配合使用
NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤先将需要执行的操作封装到一个
NSOperation对象中然后将
NSOperation对象添加到NSOperationQueue中系统会自动将
NSOperationQueue中的NSOperation取出来将取出的
NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行
NSOperation的子类
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类使用
NSOperation子类的方式有3种NSInvocationOperationNSBlockOperation自定义子类继承
NSOperation，实现内部相应的方法
NSInvocationOperation
- 创建
NSInvocationOperation对象
-(id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;
- 调用start方法开始执行操作
-(void)start;
//一旦执行操作，就会调用target的sel方法
- 注意
- 默认情况下，调用了
start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作 - 只有将
NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作
NSBlockOperation
- 创建
NSBlockOperation对象
+(id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- 通过
addExecutionBlock:方法添加更多的操作
-(void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
- 注意：只要
NSBlockOperation封装的操作数 > 1，就会异步执行操作
NSOperationQueue
NSOperationQueue的作用NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的如果将
NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作添加操作到
NSOperationQueue中
-(void)addOperation:(NSOperation *)op;
-(void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
最大并发数
什么是并发数
同时执行的任务数
比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3
最大并发数的相关方法
-(NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
-(void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
队列的取消、暂停、恢复
- 取消队列的所有操作
-(void)cancelAllOperations;
//提示：也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
- 暂停和恢复队列
-(void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
-(BOOL)isSuspended;
操作依赖
-
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序 - 比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写
[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A
- 可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
操作的监听
- 可以监听一个操作的执行完毕
-(void (^)(void))completionBlock;
-(void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
自定义NSOperation
自定义
NSOperation的步骤很简单重写
- (void)main方法，在里面实现想执行的任务重写
- (void)main方法的注意点自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
经常通过
- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应
