线程和进程的区别

进程

• 程序的一次执行过程，是临时的有生命期，动态产生，动态消亡
• 可以多个进程并发执行，每个进程之间相互独立，运行在专有且受保护的内存空间中
• 是系统进行资源分配和调度的一个独立单元
• 由程序、数据、进程控制块三部分组成
• 操作系统分配资源的最小单元
• 进程切换消耗资源大

线程

• 线程是CPU调度的最小单元，线程没有地址空间，饱汉子进程地址空间中
• 一个进程由一个或多个线程组成，进程的所有任务都是在线程中执行的
• 程序启动会默认开启一条线程（主线程）
• 同一进程下，各个线程共享程序的内存空间和资源
• 线程的切换比进程切换快，一个线程奔溃后整个进程都会死掉
• 线程不能独立执行，必须依赖进程

线程和Runloop的关系

• 线程和Runloop是一一对应的，一个runloop对应一个核心线程，因为runloop是可以嵌套的，但核心的只有一个，他们的对应关系保存在一个全局字典中
• runloop可以管理线程，当runloop开启后，线程会在任务执行完后进入休眠状态，需要执行任务时会被唤醒
• runloop在第一次获取时创建，线程结束后自动销毁
• 主线程的runloop在程序启动时默认创建了
• 子线程的runloop是已懒加载的方式创建的，所以在子线程使用定时器要确保子线程的runloop是否创建

多线程

对于单核CPU同一时间只有一条线程，iOS中的多线程执行本质是：CPU在多任务直接快速切换，由于调度速度快就造成多线程“同时“执行的效果，其中切换任务的时间间隔叫时间片

优点

• 提高执行效率
• 提高资源的利用率，如CPU、内存

缺点

• 开启线程需要占用一定的内存空间，默认512kb
• 大量的线程会占用过多的内存空间，降低程序的性能
• 线程越多，CPU在线程的开销越大
• 程序设计更复杂，如线程通信和多线程数据共享

线程的生命周期

主要分为五步：新建--就绪--运行--阻塞--死亡

声明周期

• 1、新建：实例化线程对象
• 2、就绪：当线程对象调用start会将其加入可调度线程池中，等待CPU调用，
• 3、运行：CPU调度线程执行任务，
• 4、阻塞：使用sleep或者同步锁等方式，阻塞线程执行
• 5、死亡：线程执行完毕或者线程内部终止执行（如exit方法，奔溃等）

线程执行的快慢条件：优先级、任务的复杂度、CPU调度情况

线程池

线程池原理

• 【第一步】判断核心线程池中是否都在执行任务
  • NO：创建新的工作线程去执行任务
  • YES：跳转到【第二步】
• 【第二步】判断线程池中工作队列是否饱满
  • NO：将任务存储到工作队列，等待CPU调度
  • YES：跳转到【第三步】
• 【第三步】判断线程池中的线程是否都处于执行状态
  • NO：安排可调度线程池中空余线程去执行任务
  • YES：跳转到【第四步】
• 【第四步】交给饱和策略去执行
  • AbortPolicy：直接抛出RejectedExecutionExeception异常阻止程序运行
  • CallerRunsPolicy：将任务返回给调度者
  • DisOldestPolicy：丢弃等待最久的任务
  • DisCardPolicy：丢弃整个任务

iOS 多线程实现方案

实现方案

互斥锁和自旋锁

当多个线程同时访问一块资源时，容易引发数据错乱和数据安全问题，我们可以通过互斥锁（同步锁）或者自旋锁来解决

互斥锁（同步锁@synchronized）

• 已休眠形式等待唤醒执行
• 开销大于自旋锁，但是一劳永逸
• 确保同一时间只有一条线程能执行
• 能够加锁任意NSObject对象
• 锁定的范围应该尽量小，范围越大，效率越差
• 锁对象要确保所有线程都能访问
• 如果只有一个地方需要加锁，大多使用self，避免单独再创建一个对象

自旋锁

• 一直占用CPU，不会引起调度者休眠，调度者会一直循环判断自旋锁的保持者是否释放了锁，是一个死循环检测，起始开销低，随着锁的时间加长，开销成线性增长
• 效率比互斥锁高
• 容易造成死锁

atomic 和 nonatomic

主要用来修饰属性

atomic原子锁

• 原子属性
• 为多线程开发准备，MAC开发中常用
• 线程安全的，在属性的setter方法中，增加了自旋锁，确保多读单写
• 消耗大量资源

nonatomic非原子锁

• 非原子属性
• 非线程安全，没有锁，性能高
• iOS中常用

线程通信

在Threading Programming Guide文档中，线程间的通讯有以下几种方式

• 【直接消息传递】：通过performSelector一系列方法，可以实现由某一线程指定到目标线程。因为任务的执行上下文是目标线程，这种方式发送的消息会被自动序列化

• 【全局变量、共享内存块、共享对象】：虽然这种方式即快速又高效，但是很脆弱，多线程访问时可能导致竞争、数据损坏等，必须使用锁或者其他同步机制保护

• 【Runloop sources】：自定义的Runloop sources可以让一个线程收到特定的消息，因为Runloop是由事件驱动的，所有在没有任务时线程会自动进入休眠提高线程的效率

• 【消息队列】：用于管理传入和传出数据，简单方便，但是效率低

• 【条件执行】：是一种同步工具，用于控制线程合适执行代码的特定部分

• 【Ports 和 sockets】：基于端口的通信，非常可靠，端口和套接字可用于外部实体（例如其他进程和服务）进行通信，端口通讯需要将端口添加到主线程的Runloop中，不然不会有回调

• 【Cocoa 分布式对象】：基于端口通信的高级实现，开销大，适合进程之间的通信