iOS之多线程(待续)

作者: SK丿希望 | 来源:发表于2017-10-26 16:27 被阅读19次

什么是多线程?

说白了就是CPU快速的在多条线程之间调度(即切换),且多条线程可以并发执行(即同时执行)
提到多线程,不得不提一下进程

那什么是进程了?

可以理解为在系统中正在运行的程序,每个进程之间是独立的,而且每个进程均运行在其专有且受保护的内存空间.

什么线程?

独立执行的代码段,一个线程同时间只能执行一个任务,反之多线程并发就可以在同一时间执行多个任务。

那进程和线程有什么关系了?

其实一个进程想执行任务,那么他就需要线程,因为进程中的所有任务都是在线程中执行的,故每个进程至少拥有一条线程(即我们的主线程)

在说下主线程吧?

又称UI线程,其实就是一个iOS程序运行后,默认开启的第一条线程,我们称为主线程,作用主要是
1.处理UI事件(比如点击事件,滚动事件,拖拽事件等等),
2.刷新UI

那再来说说多线程的意义吧?(个人理解)

举个例子,就像我们听歌一样,如果我在同时听歌的时候又想下载歌曲,如果只有一条线程的话,我们知道一条线程同一时间只能执行一个任务,为了满足这个需求,多线程的意义在此,所谓的多线程主要是就是CPU快速在多条线程之间调度,(并发执行)

那么多线程有哪些实现方案了?

1.pthread (C语言是一套通用的多线程API 线程的生命周期是需要程序员手动管理的)
2.NSThread (OC 使用更加面向对象可以直接操作线程对象但是线程的生命周期也是需要程序员手动管理的)

优点：轻量级，简单易用，可以直接操作线程对象
缺点: 需要自己管理线程的生命周期，线程同步。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销。

3.GCD (C语言充分利用设备的多核生命周期自动管理)

优点：是 Apple 开发的一个多核编程的解决方法，简单易用，效率高，速度快，基于C语言，更底层更高效，并且不是Cocoa框架的一部分，自动管理线程生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）。
缺点: 使用GCD的场景如果很复杂，就有非常大的可能遇到死锁问题。

4.NSOperation (OC 基于GCD的使用更加面向对象线程生命周期自动管理)

优点：不需要关心线程管理，数据同步的事情，可以把精力放在学要执行的操作上。基于GCD，是对GCD 的封装，比GCD更加面向对象
缺点: NSOperation是个抽象类，使用它必须使用它的子类，可以实现它或者使用它定义好的两个子类NSInvocationOperation、NSBlockOperation.

多线程的优缺点?

有利必有弊嘛没有十全十美的,当然多线程也不例外

优点:

1.能够适当的提高程序的执行效率
2.适当的提高资源利用率(CPU,内存利用率)

缺点:

1.如果大量的开启线程,会降低程序的性能
2.线程越多,那么CPU的工作量越大
3.程序的设计就更加复杂(例如线程之间的通信,多线程的数据共享)(推荐3到5条)

NSThread(个人用的比较少)

一个NSThread对象就代表一条线程,生命周期需要手动管理

Snip20171026_1.png

线程状态有

1.新建New (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-> - (void)start)
2.就绪Runnable
3.强制停止线程
4.运行状态 Running
5.阻塞 Blocked
6.死亡 (一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务了)

Snip20171026_2.png

互斥锁

1.使用格式:@synchronized(锁对象) // 需要锁定的代码
2.使用优缺点:
a.优点:能防止因为多线程抢夺资源造成的数据安全问题.
b.缺点:需要消耗大量的CPU资源
3.使用原理:就是使用了线程同步技术,多条线程在同一条上执行(按顺序的执行任务)

NSOperation

首先NSOperation是一个抽象类,并不具备封装操作的能力,必须使用NSOperation子类的方式有3种:
NSInvocationOperation
NSBlockOperation
自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

Paste_Image.png

实现步骤

1.先将要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
2.然后将NSOpration对象添加到NSOprationQueue(队列)中
3.系统会自动将NSOprationQueue中的NSOpration取出来
4.将取出来的NSOpration封装的操作放到一条新线程中执行

那NSOprationQueue又是什么了?

我们称之为队列,只要是自己创建的队列,就会在子线程中执行,而且默认是并发的,且队列可以取消,暂停,恢复,但是这些操作只会对后面未执行的任务进行操作,不会影响当前正在执行的,且取消不可恢复
自己创建: alloc/init --> 默认是并发 --> 也可以让它串行
主队列 : mainQueue

Paste_Image.png

NSOperationQueue的作用

NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作
添加操作到NSOperationQueue中

- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block

什么是并发数

同时执行的任务数
比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3
最大并发数的相关方法

- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;

队列的取消、暂停、恢复

取消队列的所有操作

- (void)cancelAllOperations;

提示：也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
暂停和恢复队列

- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
- (BOOL)isSuspended;

依赖

NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
设置依赖来保证执行顺序,可以设置不同队列中的opration创建的依赖关系

[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A

使用，使用两个图片拼接这种典型

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
 [super viewDidLoad];
}
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
 [self setUp];
}
- (void)setUp
{
 __block UIImage *image1=nil;
 __block UIImage *image2=nil;
 //创建一个异步队列
 NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc]init];

 //开启一个子线程下载图片
 NSOperation *op1=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

     NSURL *url=[NSURL URLWithString:@"http://s.wasu.cn/data/images/201604/13/570e0b67c15fb.jpg"];

     NSData *date=[NSData dataWithContentsOfURL:url];

     image1=[UIImage imageWithData:date];

     NSLog(@"---op1----%@",[NSThread currentThread]);

 }];
 //下载另一个图片
 NSOperation *op2=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

     NSURL *url=[NSURL URLWithString:@"http://i1.hdslb.com/bfs/archive/5e91addadc849572575b592814846977ab5559f1.jpg"];
     NSData *date=[NSData dataWithContentsOfURL:url];
     image2=[UIImage imageWithData:date];
     NSLog(@"---op2----%@",[NSThread currentThread]);

 }];

 //拼接图片
 NSOperation *op3=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

     CGSize size=CGSizeMake(300, 400);

     UIGraphicsBeginImageContext(size);

     [image1 drawAsPatternInRect:CGRectMake(0, 0, 150,400)];

     [image2 drawAsPatternInRect:CGRectMake(150, 0, 150, 400)];

     UIImage * image=UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

     UIGraphicsEndImageContext();

     [[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
         NSLog(@"进入主线程");
         self.imageView.image=image;
     }];
     NSLog(@"---op3----%@",[NSThread currentThread]);

 }];

 op1.completionBlock=^{

     NSLog(@"第一张图下载完毕");

 };

 op2.completionBlock=^{

     NSLog(@"第二张图下载完毕");
 };

 //依赖要放在添加队列之前
 [op3 addDependency:op1];
 [op3 addDependency:op2];

 NSArray *opreations=[NSArray arrayWithObjects:op1,op2,op3, nil];

 [queue addOperations:opreations waitUntilFinished:NO];
}
@end
output:
2016-06-27 17:35:39.651 图片合成[10336:2417737] ---op2----<NSThread: 0x7fe702c4c4e0>{number = 3, name = (null)}
2016-06-27 17:35:39.651 图片合成[10336:2417736] 第二张图下载完毕
2016-06-27 17:35:40.528 图片合成[10336:2417738] ---op1----<NSThread: 0x7fe702e80fa0>{number = 4, name = (null)}
2016-06-27 17:35:40.529 图片合成[10336:2417781] 第一张图下载完毕
2016-06-27 17:35:40.552 图片合成[10336:2417666] 进入主线程
2016-06-27 17:35:40.552 图片合成[10336:2417737] ---op3----<NSThread: 0x7fe702c4c4e0>{number = 3, name = (null)}

操作的监听

可以监听一个操作的执行完毕

- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

自定义NSOperation

自定义NSOperation的步骤:

重写- (void)main方法，在里面实现想执行的任务

重写- (void)main方法的注意点

自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应

GCD

Paste_Image.png

GCD的2个核心:任务,队列
任务:即为在block中执行的代码
队列:用来存放任务的
注意事项:队列!=线程.队列中存放的任务最后都要由线程来执行.队列的原则:先进先出,后进后出(FIFO)

Paste_Image.png

队列

队列分4种
-- 串行队列:任务一个一个的执行
-- 并发队列:任务并发执行
-- 主队列:根主线程相关的队列,主队列的任务是在主线程中执行的
-- 全局队列:一个特殊的并发队列

Paste_Image.png

并发队列与全局队列的区别
-- 并发队列有名称,可以跟踪错误.全局队列没有
-- 在ARC中2个队列不需要考虑内存释放,但是在MRC中并发队列创建出来需要release操作
-- 一般开发过程中我们使用全局队列
同步和异步的区别
-- 同步:(dispatch_sync)只能子安当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
-- 异步:(dispatch_async)可以在新的线程中执行任务,具备开启线程的能力
各个队列的执行效果
-- 同步串行队列:即在当前线程中顺序执行
-- 异步串行队列:开辟一条新线程,在该线程中顺序执行
-- 同步并发队列:不开辟新线程,在当前线程中顺序执行
-- 异步并发队列:开辟多条线程,并且线程会重用,无序执行
-- 异步主队列:不开辟新线程,顺序执行
-- 同步主队列:会造成死锁(主线程与主队列相互等待,卡住主线程)
线程间的通讯:(经典案例)子线程进行耗时操作(例下载更新等),回主线程刷新UI

 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ 
// 处理耗时操作的代码块... 
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  // 通知主线程刷新 
//回调或者说是通知主线程刷新， 
  }); 
});

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iOS之多线程(待续)

什么是多线程?

那什么是进程了?

什么线程?

那进程和线程有什么关系了?

在说下主线程吧?

那再来说说多线程的意义吧?(个人理解)

那么多线程有哪些实现方案了?

多线程的优缺点?

优点:

缺点:

NSThread(个人用的比较少)

线程状态有

互斥锁

NSOperation

实现步骤

那NSOprationQueue又是什么了?

NSOperationQueue的作用

什么是并发数

队列的取消、暂停、恢复

依赖

使用，使用两个图片拼接这种典型

操作的监听

自定义NSOperation

自定义NSOperation的步骤:

重写- (void)main方法的注意点

GCD

队列

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