iOS多線程01

2019-11-14 18:20:38

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供稿：網友

進程
- 進程是指在系統中正在運行的一個應用程序
線程
- 1個進程要想執行任務，必須得有線程（每1個進程至少要有1條線程）
- 1個線程中任務的執行是串行的(執行完上一個才能執行下一個)
多線程
- 1個進程中可以開啟多條線程，多條線程可以并行（同時）執行不同的任務
- 線程可以并行, 但是每個線程中的任務還是串行
多線程原理
- 多線程并發（同時）執行，其實是CPU快速地在多條線程之間調度（切換）
多線程優缺點
- 優點
  - 能適當提高程序的執行效率
  - 能適當提高資源利用率（CPU、內存利用率）
- 缺點
  - 線程越多，CPU在調度線程上的開銷就越大
  - 如果開啟大量的線程，會降低程序的性能
  - 程序設計更加復雜：比如線程之間的通信、多線程的數據共享

pthread

類型: C語言中類型的結尾通常 _t/Ref，而且不需要使用 *

/*參數:1. 線程代號的地址2. 線程的屬性3. 調用函數的指針  - void *(*)(void *)  - 返回值 (函數指針)(參數)  - void * 和 OC 中的 id 是等價的4. 傳遞給該函數的參數返回值:如果是0，表示正確如果是非0，表示錯誤碼*/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
- 一個NSThread對象就代表一條線程
創建線程的幾種方式

// 1.創建線程 NJThread *thread = [[NJThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"jx"]; // 設置線程名稱 [thread setName:@"ljx"]; // 設置線程的優先級 // 優先級僅僅說明被CPU調用的可能性更大   [thread setThreadPRiority:1.0]; // 2.啟動線程 [thread start];

- detach/performSelector    + 優點：簡單快捷    + 缺點：無法對線程進行更詳細的設置```objc// 1.創建線程[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"jx"];// 1.創建線程// 注意: Swift中不能使用, 蘋果認為這個方法不安全    [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"jx"];

線程狀態

    啟動線程    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];[thread start];    // 進入就緒狀態 ->         運行狀態。當線程任務執行完畢，自動進入死亡狀態    阻塞（暫停）線程    + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;    + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;    // 進入阻塞狀態    強制停止線程    + (void)exit;    // 進入死亡狀態注意：一旦線程停止（死亡）了，就不能再次開啟任務   如圖：

多線程的安全隱患

被鎖定的代碼同一時刻只能有一個線程執行

@synchronized(鎖對象) { // 需要鎖定的代碼  }

互斥鎖的優缺點優點：能有效防止因多線程搶奪資源造成的數據安全問題缺點：需要消耗大量的CPU資源
互斥鎖注意點
- 鎖定1份代碼只用1把鎖，用多把鎖是無效的
- 鎖定范圍越大, 性能越差
原子和非原子屬性
- atomic：線程安全，需要消耗大量的資源
- nonatomic：非線程安全，適合內存小的移動設備
自旋鎖 & 互斥鎖
- 共同點都能夠保證同一時間，只有一條線程執行鎖定范圍的代碼
- 不同點
  - 互斥鎖：如果發現有其他線程正在執行鎖定的代碼，線程會進入"休眠"狀態，等待其他線程執行完畢，打開鎖之后，線程會被"喚醒"
  - 自旋鎖：如果發現有其他線程正在執行鎖定的代碼，線程會"一直等待"鎖定代碼執行完成！自旋鎖更適合執行非常短的代碼！
線程間通信
- - 子線程做耗時操作, 主線程更新數據

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;@end@implementation ViewController- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{        // 開啟一個子線程下載圖片    [self performSelectorInBackground:@selector(downlod) withObject:nil];}- (void)downlod{    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);    // 1.下載圖片     NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.4j4j.cn/upload/pic/20130531/07ed5ea485.jpg"];     NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];    // 2.將二進制轉換為圖片    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];        // 3.跟新UI#warning 注意: 千萬不要在子線程中更新UI, 會出問題        /*     waitUntilDone:      YES: 如果傳入YES, 那么會等待updateImage方法執行完畢, 才會繼續執行后面的代碼     NO:  如果傳入NO, 那么不會等待updateImage方法執行完畢, 就可以繼續之后后面的代碼     */    /*    [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];     */        // 開發中常用//    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];        // 可以在指定的線程中, 調用指定對象的指定方法    [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個核心概念
- 任務：執行什么操作
- 隊列：用來存放任務
執行任務
- 同步方法: dispatch_sync
- 異步方法: dispatch_async
- 同步和異步的區別
  - 同步：只能在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力
  - 異步：可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力

隊列

并發隊列

可以讓多個任務并發（同時）執行（自動開啟多個線程同時執行任務）
并發功能只有在異步（dispatch_async）函數下才有效

GCD默認已經提供了全局的并發隊列，供整個應用使用，可以無需手動創建            使用dispatch_get_global_queue函數獲得全局的并發隊列            dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(            dispatch_queue_priority_t priority, //                    隊列的優先級            unsigned long flags); // 此參數暫時無用，用0即可            獲得全局并發隊列            dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);            全局并發隊列的優先級            #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高            #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認（中）            #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低            #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺

串行隊列    * 讓任務一個接著一個地執行（一個任務執行完畢后，再執行下一個任務）

        GCD中獲得串行有2種途徑        使用dispatch_queue_create函數創建串行隊列        // 創建串行隊列（隊列類型傳遞NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）        dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);        使用主隊列（跟主線程相關聯的隊列）        主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列        放在主隊列中的任務，都會放到主線程中執行        使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列        dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

注意點
同步和異步主要影響：能不能開啟新的線程
- 同步：只是在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力
- 異步：可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力
并發和串行主要影響：任務的執行方式
- 并發：允許多個任務并發（同時）執行
- 串行：一個任務執行完畢后，再執行下一個任務
各種任務隊列搭配
- 同步 + 串行 *
- 同步 + 并發 *
- 異步 + 串行 *
- 異步 + 并發 *
- 異步 + 主隊列 *
- 同步 + 主隊列 *
GCD線程間通信

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行耗時的異步操作...      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{        // 回到主線程，執行UI刷新操作        });});

GCD其它用法
延時執行

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{    // 2秒后執行這里的代碼...});

一次性代碼
- 使用dispatch_once函數能保證某段代碼在程序運行過程中只被執行1次

static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ // 只執行1次的代碼(這里面默認是線程安全的) });

```
快速迭代
```

dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){    // 執行10次代碼，index順序不確定});

barrier
- 在前面的任務執行結束后它才執行，而且它后面的任務等它執行完成之后才會執行
- 不能是全局的并發隊列
- 所有的任務都必須在一個隊列中
- ```
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
```
隊列組

dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行1個耗時的異步操作});dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行1個耗時的異步操作});dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{    // 等前面的異步操作都執行完畢后，回到主線程...});

iOS中多線程的實現方案
- 如圖：

單例模式

單例模式的作用

- 可以保證在程序運行過程，一個類只有一個實例，而且該實例易于供外界訪問，從而方便地控制了實例個數，并節約系統資源

單例模式的使用場合
- 在整個應用程序中，共享一份資源（這份資源只需要創建初始化1次）
ARC中，單例模式的實現

在.m中保留一個全局的static的實例        static id _instance;        重寫allocWithZone:方法，在這里創建唯一的實例（注意線程安全）        + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone        {            static dispatch_once_t onceToken;            dispatch_once(&onceToken,^{            _instance = [super allocWithZone:zone];            });             return _instance;        }        提供1個類方法讓外界訪問唯一的實例        + (instancetype)sharedInstance        {            static dispatch_once_t onceToken;            dispatch_once(&onceToken, ^{            _instance = [[self alloc] init];             });            return _instance;        }        實現copyWithZone:方法        - (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone        {            return _instance;        }        注意點            // 注意點: 單例是不可以繼承的, 如果繼承引發問題            // 如果先創建父類, 那么永遠都是父類            // 如果先創建子類, 那么永遠都是子類