IOS多线程

IOS多线程结构图

基本概念

• 进程： 一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。可以理解成一个运行中的应用程序。
• 线程：*** 程序执行流的最小单元，线程是进程中的一个实体***。
• 同步： 只能在当前线程按先后顺序依次执行，不开启新线程。
• 异步： 可以在当前线程开启多个新线程执行，可不按顺序执行。
• 队列： 装载线程任务的队形结构。
• 并发： 线程执行可以同时一起进行执行。
• 串行： 线程执行只能依次逐一先后有序的执行。
  一个进程可以有多个线程，也可以有多个队列

线程种类

• Pthread
  pthread是一套C语言的多线程API。
  1）优点：能够跨平台/可移植 能够在UNIX/LINX/Windows 下运行 。
  2）缺点：使用难度比较大， 需要程序员手动管理线程的生命周期 。

• NSThread
  是一套OC框架， 基于对Pthread的封装，具有面相对象特性。
  1）优点：NSThread 轻量级最低，相对简单。
  2）缺点：手动管理所有的线程活动，如生命周期、线程同步、睡眠等。

• GCD
  Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。旨在代替NSThread多线程技术,充分利用设备的多核。也是一套基于C语言的API 不需要程序员手动管理线程的声明周期 。
  1）优点：最高效，避开并发陷阱。
  2）缺点：基于C实现（不算缺点，我挺喜欢用的）。

• NSOperation
  是一套OC的API，是对GCD的封装 使用更加面向对象 ， 不需要程序员手动管理线程的声明周期。

• 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中

• 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中

• 系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来

• 将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执。
  ● NSOperation是个抽象类,并不具备封装操作的能力,必须使用它的子类
  ● 使用NSOperation子类的⽅方式有3种
  ●NSInvocationOperation,NSBlockOperation,自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的方法。
  1）优点：自带线程周期管理，操作上可更注重自己逻辑。
  2）缺点：面向对象的抽象类，只能实现它或者使用它定义好的两个子类：NSInvocationOperation和 NSBlockOperation。

NSInvocationOperation:

创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;

● 调用start方法开始执行操作- (void)start; 一旦执行操作,就会调用target的sel方法
● 默认情况下,调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作,而是在当前线程同步执行操作
● 只有将NSOperation放到⼀一个NSOperationQueue中,才会异步执⾏行操作。

多线程概念

1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并发（同时：并非真正意义上得同时）执行不同的任务。
多线程技术解决了在同一条线程中执行多个任务的需要等待问题，多线程可以将多任务分配不同的线程，减少单线程执行多任务的负担，使得一条线程执行一个任务。

多线程并发执行的概念：

因为同一时间内，cpu只能处理1条线程，只有一条线程在执行任务。
其实多线程并发执行的实质，是cup快速地在多线程之间调度.
因为cpu调度的线程的速度非常快，就造成了多线程并发执行的假象
但是注意点：
如果在进程中开辟的线程非常多，cup会在众多的线程中进行频繁调度，会使得cpu累死，消耗大量的cup资源。而且 会使得每个线程被调度执
行的频次会降低，完成单个线程的任务的时间就会被延续的更长，线程的执行效率大幅度降低，所以我们规定在一个进程中，开辟的分线程数不要超过五个。

多线程并发原理图

多线程的优缺点：

优点：能够适当提高程序的执行效率，能够适当提高资源的利用率；

缺点： 开启线程需要占⽤一定的内存空间(默认情况下,主线程占⽤用1M,⼦子线程占用512KB),如果开启⼤大量的线程,会占⽤用⼤大量的内存空间,降低程序的性能。线程越多,CPU在调度线程上的开销就越⼤大。

多线程中主线程的概念

一个iOS程序运行后，会默认开启1条线程，成为“主线程”或“UI线程”；
主线程的作用：显示和刷新UI界面，处理UI事件（点击事件，滚动事件，拖拽事件）。

主线程的使用注意：
不要将比较耗时的操作放在主线程中：耗时操作会卡住线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种“卡”的坏体验。

多线程的安全隐患

资源共享：一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；比如多线程访问同一个对象，同一个变量，同一个文件；
就是在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；

安全隐患的解决——互斥锁与自旋锁

互斥锁的使用格式：@synchronized(Object){//需要锁定的代码},互斥锁使用的是线程同步技术，在锁定的时候，其他线程处于睡眠状态，等待条件满足，再被唤醒。
互斥锁的优缺点：

• 优点：能够有效的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。

自旋锁;在锁定的时候，其他线程会做死循环，一直等待这个条件满足，一旦条件满足立马执行。

多线程中锁的应用

• OC中定义属性有nonatomic 和atomic两种。atomic是原子性，为setter方法加锁。nonatomic是非原子性的，不需要为setter方法加锁。