首先介绍一下多线程
1 进程
1)进程是指在系统中正在运行的一个应用程序,每打开一个软件(应用程序)就会有一个独立的进程。
2)不管同时运行几个APP,每个进程之间是独立的,每个进程均运行在其专用独立且受保护的内存空间内。
2 线程
1)基本概念
a.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,要么主线程,要么主线程+n个子线程;
b.线程是进程的基本执行单元,一个进程(应用程序)的所有任务都在线程中执行。
2)线程的串行
a.1个线程中任务的执行(任何情况)永远是串行的;
b.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;
c.也就是说,在同一时间内,1个线程任何情况下都只能执行1个任务。
3 多线程
1)基本概念
即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。
2)线程的并行
并行即同时执行。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。)
3)多线程并发执行的原理
a.在同一时间里,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行);
b.多线程并发(同时)执行多个任务其实是假象,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;
4)多线程优缺点
优点
1)能适当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)
3) 一般耗时操作(下载文件等)都放在子线程,这样可以防止UI界面卡顿造成假死,但一旦涉及刷新UI等操作必须回到主线程。
缺点
1)开启线程需要占用一定的内存空间(默认情况下,主线程占用1M,子线程占用512KB),如果开启大量的子线程,会占用大量的内存空间,降低程序的性能,一般开3~5条合理。
2)线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大。
3)程序设计更加复杂:比如线程之间的通信、多线程的数据共享等问题需要解决。
GCD简单介绍
GCD是苹果开发的多线程编程的解决方案,通过简单的API就可以实现创建新线程去执行我们需要执行的任务,不需要我们手动地创建和管理线程,只需要创建队列和相应的函数配合使用就行。它的API包含在libdispatch库中。
GCD全称Grand Central Dispatch,是Apple提供的一套底层API,提供了一种新的方法来进行并发程序编写。GCD有点像NSOperationQueue,但它比NSOpertionQueue更底层更高效,并且它不属于Cocoa框架。GCD的API很大程度上基于block,当然,GCD也可以脱离block来使用,比如使用传统C机制提供函数指针和上下文指针。实践证明,当配合block使用时,GCD非常简单易用且能发挥其最大能力。
GCD初步使用
1) 两个核心概念- 队列和任务 2) 同步函数和异步函数
1、队列:GCD使程序员可以不直接和线程打交道,而是通过把任务分配给dispatch queues,然后让这些queues(队列)去执行task(多个任务),其中涉及到的三种队列如下:
1)、main queue:main_queue 与主线程功能相同,提交至main queue的任务会在主线程中执行,这是一个串行队列,使用dispatch_get_main_queue()获取;
2)、global queues:全局队列是并发队列,并由整个进程都可以共享,进程中存在三个全局队列:高、中(默认)、低三个优先级队列,使用dispatch_get_global_queue()获取;
3)、用户队列:GCD并不这样称呼这种队列, 但是没有一个特定的名字来形容这种队列,所以称其为用户队列,它是用函数dispatch_queue_create()创建的串行队列或并发队列。
注意:dispatch_get_global_queue的第一个参数可为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW、DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT和DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH,分别代表高、中(默认)、低三种级别队列,区别就是CPU时间片的不同,至于第二个参数,被保留了,所以一直是0就对了;dispatch_queue_create的第一个参数要保证其为全局唯一(相当于标识,可以随意写),第二个参数是宏,选择是创建串行队列还是并发队列。
2、dispatch_async(异步)与dispatch_sync(同步):这两个C语言函数主要用于提交Job(作业,就是干活),也就是说当我们想向一个队列提交Job时,只要调用这个函数,传入一个队列和一个block就OK了。但他们也有很大区别,从名字上看就可以看出前者是异步的,后者是同步的,也就是说dispatch_async 函数在调用后会立即返回, block会在后台异步执行;而dispatch_sync会等待block中的代码执行完成才返回。只有异步函数才具备开启子线程的能力。
3、总结上面的图
01 异步函数+并发队列:开启多条线程,并发执行任务
02 异步函数+串行队列:开启一条线程,串行执行任务
03 同步函数+并发队列:不开线程,串行执行任务
04 同步函数+串行队列:不开线程,串行执行任务
05 异步函数+主队列:不开线程,在主线程中串行执行任务
06 同步函数+主队列:不开线程,串行执行任务(注意死锁发生)
07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异
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