多线程基础知识
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进程：正在运行的程序内存：每个进程所占的存储空间线程：1个进程要像执行任务，必须得有线程，线程是进程的基本执行单元，线程的串行：·1个线程中人物的执行是串行的·0同一个时间内，1个线程只能执行1个任务0·线程是进程的一条执行路径--------多线程·一个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）同时执行不同的任务·进程-》车间 线程-》车间工人线程的并行：·进程内多个线程同时执行，可提高程序的执行效率---多线程的原理·同一时间，cpu只能处理一条线程，只有1条线程在工作（执行）·多线程并发（同时）执行，其实是cpu快速的在多条线程之间调度（切换）·若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·思考：线程非常多，会发生什么：》cpu绘制n多线程之间调度，cpu会累死，消耗大量的cpu资源》每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低）---多线程的优缺点-·多线程的优点：·1.能是低昂提高程序的执行效率·2.能适当提高资源利用率（cpu，内存利用率）-·多线程的缺点：·1.开启线程需要占用一定的内存空间，若开启大量现场，会占用大量的内存空间，降低程序性能·2.线程越多，cpu在调度线程删搞定开销就越大·3.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开发中的的应用--------·一。主线程1.一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”or“UI线程”2.主线程的主要作用·显示、刷新UI界面·处理UI事件（点击，滚动，拖拽）3.主线程的使用注意：·别将比较耗时的操作放在主线程中（影响UI流畅性）·若将耗时操作放在主线程，主线程是串行执行，用户会感觉很卡，用户体验会很差二。耗时操作的执行1.若将耗时操作放在子线程（后天线程，非主线程）·好处：①在用户点击按钮的那一刻就有反应；②能同时处理耗时操作和UI控件的事件三。iOS中多线程的实现方案1.pthread：c语言①一套统一的多线程API②使用与Unix、Linux、Windows等系统③跨平台、可移植④使用难度比较大⑤.程序员管理线程声明周期⑥.使用频率：几乎不用2.NSThread：OC语言①使用更加面向对象②简单易用，可直接操作线程对象③。线程声明周期：程序员管理④。偶尔使用3.GCD ：c语言①指针替代NSThread等线程技术②重复利用设备的多核③。线程生命周期：自动管理④使用频率：经常使用4.NSOperation OC语言①基于GCD（底层是GCD）②比GCD多了一些更坚定的功能③使用更加面向对象③。线程生命周期：自动管理④使用频率：经常使用-------创建和启动线程--1.一个NSThread对象就代表一条线程2.创建、启动线程NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self 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3.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-----其它用法--1.获得当前线程NSThread *current = [NSThread currentThread];2.线程的调度优先级+ (double)threadPriority;+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;- (double)threadPriority;- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;调度优先级的取值范围是0.0 ~ 1.0，默认0.5，值越大，优先级越高3.线程的名字- (void)setName:(NSString *)n;- (NSString *)name;-------创建线程的3种方式----/** * NSThread创建方式3：隐世线程创建，并且直接（自动）启动线程 */- (void)threadCreate3{ [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"333333"];}/** * 创建方式2：创建完线程后自动启动线程 */- (void)threadCreate2{ // 分离出的子线程 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"2222222"];}/** * 创建方式1：①先创建初始化子线程②再启动 */- (void)threadCreate{ NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"heheh"]; thread1.name = @"thread1"; // 开启线程 [thread1 start]; NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"heheh"]; thread2.name = @"thread2"; // 开启线程 [thread2 start]; NSThread *thread3 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"heheh"]; thread3.name = @"33"; // 开启线程 [thread3 start];}----·~方法2，3相对于方法1的优缺点·优点：简单快捷·确定：无法对线程进行更详细的设置-----------------线程的5种状态--------新建 就绪 运行 阻塞 死亡NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"heheh"];代码执行完，在内存中新建一个线程对象，它处于新建状态不会运行，然后调用[thread1 start];内存中会出现一个可调度线程池，start状态之后，新建的线程从 新建状态变为就绪状态，等待cpu的调度，cpu一旦调度，就会从就绪状态变为运行状态；期间若cpu调度其它线程对象，线程对象又变成就绪状态，再调度再进入运行状态。若调用了sleep方法、等待同步锁，那么线程对象会先进入阻塞状态，它会可调度线程池中清除线程任务执行完毕、异常、强制退出，线程对象进入死亡状态，线程对象也会从线程调度池中移除，但是还在内存中。-----------控制线程状态------1。启动线程- (void)start;// 进入就绪状态 - 》 运行状态。当咸菜任务执行完毕，自动进入死亡状态2.阻塞（暂停）线程+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;// 进入阻塞状态3.强制停止线程+ (void)exit;// 进入死亡状态，注意：一旦进入死亡状态，线程就不能再用了// notice：一旦线程tingzhil，就不嫩哥在此开启任务--------------线程的安全问题（多线程的安全隐患）-------1.资源共享·一块资源可能会被多个线程共享，即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2.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3.实例eg。1 存钱取钱eg。2 卖票-----------------安全隐患解决-互斥锁-----1.格式@synchronized(锁对象){// 需要锁定的代码}注意：锁定一份代码只能用1把锁，用多把锁是无效的2.优缺点·优点：能有效防止多线程抢夺资源造成的安全问题·缺点：需要消耗大量的cpu资源3.互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源4.相关术语：线程同步·means：多条线程按顺序的执行任务·互斥锁就是使用了线程同步技术-----------------原子和非原子属性----------------------1.OC在定义属性时有nonatomomic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2.atomic加锁原理@property (assign, atomic) int age;- (void)setAge:(int)age{ @synchronized(self) { _age = age; }}----------原子和非原子属性的选择----1.nonatomic和atomic对比·atomic：线程安全，需要消耗大量资源·nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备2.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-----------------线程间的通信----------------------1.什么叫线程间的通信·在一个进程中，线程往往不是鼓励挫折的，多个线程之间需要进行通信2.线程间通信的体现·一个线程传递数据给另一个线程·在一个线程中执行完特定任务后，转到另一个线程继续执行任务3.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;----------------GCD---------------1.GCD 全称：Grand Central Dispatch，可译为“伟大的中枢调度器”，纯c语言，提供了飞夺强大的函数2.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------GCD的任务和队列--1.GCD中又2个核心概念：·任务：执行什么操作·队列：用来存放任务2.GCD的使用就2个步骤·①定制任务：·》确定想做的事情·②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----GCD执行任务-----1.GCD中有2个用来执行任务的函数·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);2.同步和异步的区别·同步：在当前线程中执行·异步：在另一条线程中执行-------GCD的队列类型----1.GCD的队列可以分为两大类型·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函数（dispatch_async）中才有效·串行队列（Serial Dispatch Queue）》让任务一个接着一个的执行（一个任务执行完毕后，在执行下一个任务）---------GCD中容易混淆的术语----1.有四个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行·同步和异步决定了要不要开启新的线程·》同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力·》异步：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力·并发和串行决定了任务的执行方式·》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---GCD的并发队列---1.GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建·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);dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列2.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----GCD的串行队列----1.GCD中获得串行有2种途径·使用dispatch_queue_create函数差ungjchuanx队列dispatch_queue_tdispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称dispatch_queue_attr_t attr // 队列属性，一般用NULL即可);dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 创建dispatch_release(queue); // 非ARC需要是轰动释放创建的队列·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();-----GCD各种队列的执行效果----/** * 使用dispatch_async异步函数，在主线程中网主队列中添加任务 */- (void)testAsyncMainQueue { // 1.获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 总结：不开新线程 }/** * 使用dispatch_sync同步函数，在主线程中网主队列中添加任务，死：任务无法往下执行 */- (void)testSyncMainQueue { // 1.获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 总结：不开新线程，所有任务在主线程中串行执行}// 凡是函数名中带有create、copy、new、retain等字眼，都需要在不需要使用这个数据的时候进行release// GCD的数据类型在ARC环境下不需要再做release// CF(Core Foundation)的数据类型在ARC环境下仍然要做release- (void)testCF { CFArrayRef array = CFArrayCreate(NULL, NULL, 11, NULL); CFRelease(array);}/** * 用dispatch_sync同步函数往串行队列中添加任务 */- (void)testSyncSerialQueue { // 1.创建串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.dongyue.queue", NULL); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------3-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 3.释放（MRC） //dispatch_release(queue); // 总结：不会开新的线程}/** * 用dispatch_sync同步函数往并发队列中添加任务 */- (void)testSyncGlobalQueue { // 1.获得全局的并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"---------3-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 总结：不会开启新的线程，并发队列失去了并发功能}/** * 用dispatch_async同步函数往并发队列中添加任务 */- (void)testAsyncSerialQueue { // 1.创建串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.dongyue.queue", NULL); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------3-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 总结:只开1个新的线程，不会开启新的线程}/** * 用dispatch_async同步函数往并发队列中添加任务 */- (void)testAsyncGlobalQueue { // 1.获得全局的并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 2.添加任务到队列中，执行任务 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"---------3-----%@", [NSThread currentThread]); }); // 总结：同时开启了3个线程}----------线程间通信示例---------1.从子线程回到主线程(下载图片)- (void)testBackToMain { // 获取全局并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 异步队列 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"-----%@", [NSThread currentThread]); // 下载图片 NSString *path = @"图片链接的网址"; NSURL *url = [NSURL URLWithString:path]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; // 回到主线程显示图片 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"-----------%@", [NSThread currentThread]); self.iconView.image = image; }); });}--------GCD的延时执行----1.iOS常见的延时执行有2种方式·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- (void)testDelay { dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"222"); });}---------一次性代码------ (void)testOnce { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ NSLog(@"once"); });}------------队列组------1.有这么一种需求·首先：分别异步执行2个耗时的操作·其次：等2各异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作2.若想要快速高效的实现上述需求，可以考虑用队列组- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{ NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); __block UIImage *icon1 = nil; dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // }); __block UIImage *icon2 = nil; dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // icon2 = [self imageWithURL:@"http://news.baidu.com/z/resource/r/image/2014-06-22/b2a9cfc88b7a56cfa59b8d09208fa1fb.jpg"]; }); dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // self.iconV1.image = icon1; self.iconV2.image = icon2; UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(200, 100), NO, 0); [icon1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 100)]; [icon2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 100)]; self.bigIconV.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(); UIGraphicsEndImageContext(); });}- (UIImage *)imageWithURL:(NSString *)iconPath{ NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); NSURL *url = [NSURL URLWithString:iconPath]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; return [UIImage imageWithData:data];}
