多线程笔记

1.进程:

指在系统中正在运行的一个应用程序

2.线程

每个进程至少要有一条线程

线程的串行:

一个线程中任务的执行是串行,即同一时间内,一个线程只能执行一个任务

3.进程和线程的比较

  • 线程是CPU调用(执行任务)的最小单位
  • 进程是CPU分配资源的最小单位
  • 一个进程中至少有一个线程
  • 同一个进程内的线程共享进程的资源

4.多线程

一个进程可以开启多条线程,每条线程可以并行(同时)执行不同的任务

5.多线程的原理

  • 同一时间,CPU只能处理一条线程,只有一条线程在工作(执行)
  • 多线程并发执行,其实是CPU快速的在多线程之间调度
  • 如果CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象

6.多线程的优缺点:

优点:

  • 能适当地提高程序的执行效率
  • 嫩适当地提高资源利用率(CPU、内存利用率)

缺点:

创建线程是有开销的,空间和时间的开销;(3-5条)

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越大

7.多线程的应用:

7.1主线程(UI线程):

iOS程序运行后,默认会开启一条线程。

作用:

  • 显示或刷新UI界面
  • 处理UI事件

注意:

  • 不要将耗时的操作放到主线程中(3s以上)
  • 耗时操作会卡主主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种卡的坏体验

7.2子线程(后台线程、非主线程)

8.多线程的实现方案

pthread(不常用)

NSThread OC语言 半管理,我们只需要创建,不需要释放

GCD C语言 自动管理生命周期

NSOperation(基于GCD,底层是GCD) OC 自动管理生命周期

8.1 NSThread

[图片上传失败...(image-764313-1533106672893)]

NSThread线程的状态:

  • 创建new
  • 就绪 runnable
  • 运行 running
  • 阻塞blocked
  • 死亡 dead

控制线程的状态:

  • 启动:- (void) start;
  • 阻塞:+ (void) sleepUntilDate:(NSDate *)date;
    • (void) sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)time;
  • 强制停止线程:
    • (void) exit;

9.线程间的通信

常用的方法:

[图片上传失败...(image-3f06f5-1533106672893)]

10.线程间的安全隐患

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。

安全隐患的解决——互斥锁

@synchronized( 锁对象 ) {

//需要锁定的代码

}

注意:锁对象需要是一个全局变量, 一般“self”就可以。锁定一份代码只需要用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。

  • 互斥锁就是使用了线程同步的技术。

原子性和非原子性:

  • nonatomic:非线程安全,适合内存小的移动设备。
  • atomic:线程安全,需要消耗大量的资源
  • iOS开发建议: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处理,减小移动客户端的压力。

11.GCD(最重要)

11.1GCD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)

11.2 GCD的2个核心的概念(任务和队列):

  • GCD会自动将队列中的任务取出,放到对应的线程中。
  • 任务的取出遵循队列的FIFO原则,先进先出,后进后出

11.3 GCD常用的函数:

[图片上传失败...(image-d4377a-1533106672893)]

11.4 同步和异步的区别:

同步:只能在当前的线程中执行任务,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

11.5 GCD中的队列可以分为2大类:

  • 并发队列:

可以让多个任务并发执行(自动开启多个线程同时执行任务)

并发功能只有在异步函数下才有效

  • 串行队列:

让任务一个接着另一个地执行

11.6 4个术语比较容易混淆:

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

并行和串行:

主要影响:任务的执行方式

并行: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另一个任务

获取并发队列的第二种方式:

获取串行队列的第二种方式:

放在主队列中的任务,都会放到主线程当中

注意:如果是同步函数遇到主队列,会出现卡死的情况,因为该方法与里面的4个任务都是添加到主队列中的,解决办法是将方法放入子线程中。

4种组合的比较:

11.7 GCD线程间的通信

利用GCD实现简单的下载图片

11.8 常用的函数

  • 栅栏函数
  • 延迟执行
  • 一次性代码


  • 快速迭代


  • 队列组


12.NSOperation

12.1 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对象添加到一个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

12.2 NSOperation有三种创建方式:

  • NSInvocationOperation
    注意:调用了start方法后并不会开一条新的线程去执行操作,而是在当前线程同步执行操作
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [op start];
  • NSBlockOperation
    //通过封装好的任务在主线程中执行
    NSBlockOperation *blockOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    //追加操作的任务会开启子线程执行
    [blockOp addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"追加操作");
    }];
    [blockOp start];
  • dmxOperation

12.3 NSOperationQueue

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。

12.4 NSOperation的操作依赖与监听:

类似于GCD的栅栏和队列组

12.5 线程通信:
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