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(GeekBand) iOS高级编程第三周--多线程

(GeekBand) iOS高级编程第三周--多线程

作者: b485c88ab697 | 来源:发表于2016-04-20 00:14 被阅读150次

    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。通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程。

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    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

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    线程的串行

    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

    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
    比如同时开启3条线程分别下载3个文件(分别是文件A、文件B、文件C)

    多线程的原理

    同一时间,CPU只能处理1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快速地在多条线程之间调度(切换)。
    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。

    如果线程非常非常多,会发生什么情况?

    CPU会在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

    创建线程是有开销的,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。

    实现方案

    图片 1.png

    pthread

    仅作了解,太复制,不好用

    void * run(void *param)
    {
        for (NSInteger i = 0; i<50000; i++) {
            NSLog(@"------buttonClick---%zd--%@", i, [NSThread currentThread]);
        }
        return NULL;
    }
    
    - (IBAction)buttonClick:(id)sender {
        pthread_t thread;
        pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
        
        pthread_t thread2;
        pthread_create(&thread2, NULL, run, NULL);
    }
    
    

    NSThead

    //创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    //开启线程
    [thread start];
    
    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
    
    获得当前线程
    NSThread *current = [NSThread currentThread];
    
    线程的名字
    - (void)setName:(NSString *)n;
    - (NSString *)name;
    

    其他创建方法

    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
    
    图片 1.png

    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
    
    注意:一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务
    

    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

    问题:

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    解决方案:互斥锁

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    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

    原子和非原子属性的选择

    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;
    
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    线程间的通信 NSPort

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    除此以外,还有NSMessagePort和NSMachPort

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