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多线程的理论知识部分

多线程的理论知识部分

作者: MrCSA | 来源:发表于2017-07-26 16:57 被阅读0次

    前言:

    在iOS开发过程中会遇到多线程和GCD的问题。开发过程中,使用多线程是为了提高性能,创造更好的用户体验。面试过程中也会经常被问到什么是进程,什么是线程,他们之间的区别,子线程的开辟,GCD什么的。平时都是那样用,从来没有考虑过。所以想分两篇让自己多了解一下多线程。

    名词理解:

    进程:进程就是在iOS系统上面打开的应用,比如你的QQ或者你自己的应用,每个进程都是独立的,并且每个进程都运行在自己的内存里面。

    线程:线程是进程的基本执行单位,一个进程所有的任务都是在线程中执行的。App想要运行就必须要有线程(至少要有一条线程,就是我们常说的主线程)

    队列:一种先进先出的数据结构,线程的创建和回收都不需要程序员管,都是队列来处理,所以你不需要管这个。

    (队列和线程的区别:队列是管理线程的,相当于线程池,能够管理线程什么时候执行,队列就分为串行队列和并行队列)

    串行队列(线程的串行):一个线程中任务执行是串行的,如果线程要处理多个任务,那么这些任务就是按照顺序进行执行的,1--》2--》3

    并行队列 (线程的并行):一个线程里面的任务执行是并行的,如果线程处理多个任务,那么这个任务是同时执行的,并不存在先后顺序

    同步:就是你执行完这句代码的时候,到第二行代码的时候,上一句代码肯定是执行完了,这个就是同步。

    异步:就是允许在执行某一个任务时,函数立刻返回,但是真正要执行的任务稍后完成。

    使用场景:

    一个iOS程序运行后,默认会开启一条线程,称为主线程,或UI线程。他的作用就是显示和刷新UI的界面。处理UI的事件(如点击事件、滚动事件、拖拽事件等)。

    注意千万不要在主线程干的事:

    不要将比较耗时的操作放到主线程中(例:下载视频,这个时候卡主界面);

    耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种“卡顿”的坏体验;

    多线程:

    一个进程可以开启多条线程,每条线程可以并行执行不同的任务,多线程技术可以提高程序的执行效率;

    并行执行:是指可以同时执行,比如任务A和任务B,在执行的时候A和B同时执行;

    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快速地在多条线程之间调度(切换);

    如果CUP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CPU开辟N条线程,会怎样呢?

    CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源,建议最多5条;

    每条线程被跳读执行的频次会减低,反而降低了执行效率;

    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:

    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),如果开启大量的线程,会占用大量的内存空间,降低程序的性能 ;

    线程越多,CPU在调度想成上的开销就越大;

    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;

    理解:

    其实,如果不考虑其他任何因素和技术,多线程有百害而无一利,只能浪费时间,降低程序效率。

    (前提是不考虑任何技术层面和逻辑层面的东西,所以很多人一把梭子上去干,没有遇到问题,GCD上去就用,线程乱的一批,屎一样的代码。维护起来难度极大。但是视频,下载,直播等不用多线程,就躺着等死就好)

    试想一下,一个任务由十个子任务组成。现在有两种方式完成这个任务: 1. 建十个线程,把每个子任务放在对应的线程中执行。执行完一个线程中的任务就切换到另一个线程。

    2. 把十个任务放在一个线程里,按顺序执行。

    操作系统的基础知识告诉我们,线程,是执行程序最基本的单元,它有自己栈和寄存器。说得再具体一些,线程就是“一个CPU执行的一条无分叉的命令列”。

    对于第一种方法,在十个线程之间来回切换,就意味着有十组栈和寄存器中的值需要不断地被备份、替换。 而对于对于第二种方法,只有一组寄存器和栈存在,显然效率完胜前者。

    后续:

    名词理解完,初步完成了。下一篇会写多线程的实战部分,从NSThread ,NSOperation&NSOperationQueue 和 GCD 三个对比来理解创建任务,线程,并且进行串行和并且的分析,以及子线程 和主线程和线程锁代码的实现。以及多线程分出来的知识 例如线程同步、延时执行、单例模式等等来分析 和代码的实现。

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