iOS之多线程-1

作者: 请输入账号名 | 来源:发表于2017-08-06 23:52 被阅读36次

预备知识：

1.进程与线程

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。（进程的查看可以在活动监视器去查看）
线程：1个进程要想执行任务，必须得有线程，每个程序至少要有一条线程。一个进程中所有的任务都是在线程中执行的。如果一个线程有多个任务需要处理，这就需要一一处理这些任务，这就是是线程的串行。

线程与进程的比较：

线程是CPU调用(执行任务)的最小单位。
进程是CPU分配资源和调度的单位。
一个程序可以对应多个进程，一个进程中可以有多个线程，但至少要有一个线程。
同一个进程内的线程共享进程的资源。

2.多线程

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。
串行：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（也就是说线程中同一时间段只能做一件事情）。

串行图解

并行：多个线程都是执行，就是叫并行。

多线程图解

多线程原理（单个CPU的情况下）：
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。
线程也不是开的越多越好，开得较多的话反而会降低效率，线程一般就3~5条最好。

3.主线程

主线程：一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”。

主线程的作用：

显示\刷新UI界面
处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）

主线程的使用注意：

将耗时操作尽量不放在主线程中执行。（文件上传等都是耗时操作）
耗时操作会卡住主线程，会造成UI界面的卡顿，造成不好的用户体验。

由于在线程中是串行处理的，如果一个耗时操作放在主线程中执行，如果用户点击了按钮，而和UI相关的都是放在主线程的，所以只有当耗时操作完成后才会去执行按钮的点击事件，这样就会造成卡顿，用户体验不好。
耗时操作优化处理的方式：将耗时操作放在子线程(非主线程，后台线程)中进行处理。
由于子线程和主线程是同时执行的，这样耗时操作放在子线程中执行的，在点击按钮的时候，就不会造成卡顿的现象出现。

4.多线程的实现方案

多线程的实现方案

pthread


- (IBAction)btnClickAction:(id)sender {
    // 创建线程对象
    pthread_t thread;
    
    // 创建线程
    
    /**
     创建线程

     @param _Nonnull#> 线程对象传递地址 description#>
     @param _Nullable#> 线程的属性（优先级等） description#>
     @param _Nonnull 指向函数的指针
     @return 函数需要传递的函数
     */
    pthread_create(&thread, nil, task, NULL); // 创建一条线程，如果要创建多个线程就可以将上面的代码copy下就可以了。
 
    pthread_t threadB;
    pthread_create(&threadB, nil, task, NULL); // 第二个线程
    
    pthread_equal(thread, threadB); // 判断两个线程是不是相等。
}


void * task(void *parameter) {
    NSLog(@"%@ ---- ", [NSThread currentThread]);
    // 可以将耗时操作放在这里执行。
    return NULL;
}

// 打印结果
2017-08-06 22:47:48.854 1-pthread[4855:328489] <NSThread: 0x608000266d40>{number = 3, name = (null)} ---- 
2017-08-06 22:47:48.854 1-pthread[4855:328490] <NSThread: 0x608000265b80>{number = 4, name = (null)} ----

NSThread

创建线程的几个方法

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    [self creatNewThreadMethod];
}

- (void)creatNewThreadMethod {
    // 开启一条后台线程
    [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"开启后台子线程"];
}

- (void)creatDetachNewThreadMethod {
    // 创建分离子线程->会自动启动子线程
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:nil];
}

- (void)creatNewThread {
    
    // 创建线程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];
    // 启动线程，默认是暂停状态的
    [thread start];
    
}

- (void)run:(NSString *)param {
    NSLog(@"---run--%@", [NSThread currentThread]);
}

设置线程的名字以及优先级等属性

// 创建多个线程->给每个线程命名以及优先级
- (void)creatMutilThread {
    NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];
    thread1.name = @"thread 1";
    thread1.threadPriority = 0.6; // 设置优先级（0.0~1.0，默认的优先级是0.5）
    NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];
    thread2.name = @"thread 2";
    thread2.threadPriority = 0.3;
    NSThread *thread3 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];
    thread3.name = @"thread 3";
    thread3.threadPriority = 1.0;
    [thread1 start];
    [thread2 start];
    [thread3 start];
}

- (void)run:(NSString *)param {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSLog(@"---run--%@", [NSThread currentThread].name);
    }
}
// 打印结果
2017-08-06 23:11:51.487 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.487 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.487 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.487 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.487 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.488 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.490 2-NSThread基本使用[5136:356390] ---run--thread 3
2017-08-06 23:11:51.489 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.492 2-NSThread基本使用[5136:356388] ---run--thread 1
2017-08-06 23:11:51.493 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.495 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.496 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.496 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.496 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
2017-08-06 23:11:51.497 2-NSThread基本使用[5136:356389] ---run--thread 2
打印次数越多，打印的数字就越趋于准确的值。

线程状态

线程状态图解

线程的控制状态等操作：

// 启动
- (void)start;
// 阻塞（暂停）线程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 强制停止线程
+ (void)exit; // 一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务
// 和break不一致，表示任务执行完毕后才退出的。

5.多线程安全隐患

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。
例子：

同一时间存取钱

以上的图展示存取钱是同时处理的，造成了最终的钱变少了，造成了数据的不当处理。
处理的方案
苹果的文档说明的解决方案就是加上一个互斥锁，在访问数据的时候加上互斥锁，只要次个线程才能访问处理，在访问结束的时候打开把互斥锁打开，然后另一个线程进行访问，同样加上互斥锁，循环如此，这样就解决了数据安全的隐患。

互斥锁

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.totalCount = 100;
    self.threadA = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.threadB = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.threadC = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.threadA.name = @"售票员A";
    self.threadB.name = @"售票员B";
    self.threadC.name = @"售票员C";
    [self.threadA start];
    [self.threadB start];
    [self.threadC start];
}

- (void)saleTicket {
    while (1) {
        // 锁必须是全局唯一的。
        // 1.注意点，不能随便能乱加，加锁的位置要注意
        // 2.加锁的前提条件，--多线程共享同一个资源
        // 3.注意加锁是需要代价的--需要耗费性能的
        // 4.加锁的结果是造成线程同步。->ABC ABC ABC的循环执行任务
        @synchronized (self) {
            NSInteger count = self.totalCount;
            if (count > 0) {
                self.totalCount = count - 1;
                // 卖出去一张票，还剩下多少张
                NSLog(@"%@卖出去一张票, 还剩下%ld张", [NSThread currentThread].name, self.totalCount);
            } else {
                NSLog(@"没票了");
                break;
            }
        }
    }  
}

6.原子和非原子性

在oc中定义属性时有nonatomic和atomic两种选择；
atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic），意味着线程是安全的。
nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁。

7.线程间的通信

有的时候，同一个进程跑了多个线程，有的子线程的输出的结果是另一个子线程的输入，这就需要两个子线程中进行一种通信。所以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。
线程之间的通信的方法：

// 回到主线程
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
// 回到线程对象，可以回到主线程也可以回到子线程
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

例子：下载图片并展示
如果不做线程的处理，


- (void)wjDownloadImageCountTime {
    NSDate *start = [NSDate date]; // 获得当前时间
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic1.win4000.com/wallpaper/d/573d37cc14e3c.jpg"];
    NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    UIImage *img = [UIImage imageWithData:imageData];
    self.imageView.image = [img imageWithRenderingMode:UIImageRenderingModeAlwaysOriginal];
    NSDate *end = [NSDate date];
    NSLog(@"count time is: %f", [end timeIntervalSinceDate:start]);
}

以上能够完成图片的下载，图片的展示也能成功，但是一旦UI上的图片比较多的话，就会阻塞主线程，所以不采取。
优化的处理


- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    // 放在子线程去下载图片
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(wjDownloadImage) toTarget:self withObject:nil];

}

- (void)wjDownloadImage {
    // http://img4.imgtn.bdimg.com/it/u=816246739,294523191&fm=214&gp=0.jpg
    // 1.下载图片的url
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic1.win4000.com/wallpaper/d/573d37cc14e3c.jpg"];
    // 2.下载图片到本地->二进制数据 -> 耗时操作
    NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    // 3.将二进制数据转为图片
    UIImage *img = [UIImage imageWithData:imageData];
    // 4.显示UI->回到主线程去刷新UI界面
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(wjShowImage:) withObject:img waitUntilDone:YES];
//  简便方法，就不需要写下面的那个方法了。
//    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:img waitUntilDone:YES];
}

- (void)wjShowImage:(UIImage *)img {
    self.imageView.image = img;
}

iOS之多线程-1

预备知识：

1.进程与线程

2.多线程

3.主线程

4.多线程的实现方案

5.多线程安全隐患

6.原子和非原子性

7.线程间的通信

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