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0.0 简介
(1) 进程和线程基本概念【查看活动监视器】
> 什么是进程
a、是指在系统中正在运行的一个应用程序；
b、每个进程之间是独立的，每个进程运行在其专用且受保护的内存空间；
> 什么是线程
a、一个进程想要执行任务，必须得有线程(每个进程至少要有一条线程)；
b、线程是进程的基本执行单元，一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行；
> 线程的串行
a、一个线程中任务的执行是串行的(在一个线程中执行多个任务，那么只能一个一个的按顺序执行，在同一时间内，一个线程只能执行一个任务)；
> 线程的并行
a、一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；
【例如在一个线程中下载3个文件是串行；同时开启3条线程分别下载3个文件是并行】
> 多线程的原理
a、单核CPU：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(同时)执行，其实是CPU快速的在多条线程之间调度(切换/轮询)；CPU调度线程的时间足够快，看到的多线程并发(同时)执行的假象；
b、多核CPU
> 多线程优缺点
a、优点:适当提高程序的执行效率；适当提高资源利用率(CPU/内存利用率)；
b、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；
> iOS创建线程的方式
pthread/NSThread/GCD/NSOperation
pthread用法
IPHONE4: 512m
安卓: 2G
安卓(多进程): Linux + JAVA虚拟机 + 应用程序
(QQ100M + 微信100M + UC浏览器100M + 游戏500M + 系统1G)
苹果(多任务): 512M只有一个人用
1,NSThread
a,显示创建alloc init会创建新的线程，需要手动开启start，线程可以设置名字name。方法运行结束，线程结束。
2,b,隐式创建新线程，自动开启
3,YES&&NO
1,YES即等待线程@selector操作做完才继续执行
2,NO即不等待线程线程操作完成
此图请自动忽略水印
4,线程的生命周期：
1,alloc+init：即创建对象，在运行的内存中；
2,start：即线程为就绪态 (万事具备，等待CPU)；
3,当CPU调度当前线程：即线程为运行态；
4当CPU调度其他线程：即线程又回到就绪态；
5,当线程调用了sleep、等待同步锁：即线程为阻塞态；
6,当线程中sleep完、得到同步锁：即线程变为就绪态；
7,当线程任务执行完成/异常/强制退出：即线程为死亡态；
5,线程安全 没有加锁，访问的数据不是想要的
6,线程安全 没有加锁，访问的数据不是想要的
7,线程安全 使用@synchronized加锁，访问的数据是想要的
8,线程安全 使用NSLock加锁，访问的数据是想要的
9,GCD简介
> 什么是GCD
a、全称是Grand Center Dispatch，即中枢调度器；
b、纯C语言，提供了非常多强大的函数；
> GCD的优势
a、GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案；
b、GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)；
c、GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)；
d、程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码；
> GCD的2个核心概念
a、任务：执行什么操作(执行下载、播放音乐等)；
b、队列：用来存放任务；
> GCD的使用步骤
a、定制任务[确定想要做的事情]；
b、将任务添加到队列中[GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应线程中执行；另外任务的取出是遵循队列的FIFO原则:先进先出]；
> GCD基本使用
a、GCD中的2个用来执行任务的函数
// 同步方式执行任务[queue队列，block任务]
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 异步方式执行任务[queue队列，block任务]
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
b、GCD同步和异步的区别
- 同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力；
- 异步：可以在新的线程中执行任务，具备可启新线程的能力；
[具备开启线程的能力，但不代表一定会开启线程！！！]
c、GCD队列的两大类型
- 并发队列
多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)；
并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效；
- 串行队列
多个任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后，再执行下一个任务)；
d、容易混淆的术语[同步、异步、并发、串行]
- 同步和异步主要影响：具不具备开启新的线程 (并不代表一定会开线程!)；
- 并行和串行主要影响：任务的执行方式；
e、并行队列
- GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建
dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, // 队列的优先级
unsigned long flags); // 参数保留，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列
- 全局并发队列的优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 默认(中)
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 后台
f、串行队列
- 使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
- 使用dispatch_get_main_queue()获得主队列(跟主线程相关的队列，用于线程间通信)
[主队列是GCD自带的一种特殊串行队列；放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行]
GCD、延时执行
/** 方式1，这种延时操作是不可取的，因为延时操作是在主线程，即会卡住主线程，如果sleep在其他线程则也会卡住对应线程*/
方式1 延时3秒[NSThread sleepForTimeInterval:3];
方式2 定制好任务后，不会卡住当前线程
[self performSelector:@selector(downloadImage) withObject:nil afterDelay:3];
方式3 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"图片下载");
});
> GCD中线程间的通信
communication
> GCD一次性代码只执行一次
写单例
10,总结
11,异步+并发 开启新线程 多个任务同时执行
12,异步+串行 开启新线程 任务依次同时执行
13,同步+并发 不开启新线程 任务依次执行
14,同步+串行 不开新线程 任务依次执行
15,异步+主队列 不开启新线程 任务依次执行（主队列任务是一次执行的，并且是异步）
16,同步+主队列 不开启新线程 任务依次执行（坚决反对使用这个，容易卡）
17，pthread
18，NSOperation(基于GCD封装)
> NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：
a、将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中；
b、然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中；
c、系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来；
d、将取出来的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行；
【系统会自动处理，不用管多少条线程】
> NSOperation的基本使用
a、NSOperation是抽象类，不具备封装操作的能力，必须使用它的子类；
b、使用NSOperation子类的方式有3种
- 1，NSInvocationOperation
- 2，NSBlockOperation
- 3，自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
> NSInvocationOperation
创建操作
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downloadImage) object:nil];
> NSBlockOperation
没有添加到队列中，直接调用operation的start方法
当任务个数为一的时候，就是同步执行;
当任务个数大于一的时候，就会异步执行;
手动开启 (没有添加到队列中，就需要手动开启)
[operation start];
添加到队列中 [自动异步执行]
[queue addOperation:operation];
> NSOperationQueue
1、创建一个队列(非主队列)
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
2、任务任务
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation1 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation1 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"operation2 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
3、添加到队列中(多个任务会自动异步执行任务，并发)
[queue addOperation:operation1];
// 更为简单的写法 自动异步执行任务，并发
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation3 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
设置最大并发数[这可以更好的保证程序的性能]，即控制并发执行最大线程数量，以节省内存空间
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
a、NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序(注意不能相互依赖)；
添加依赖 (和添加到队列的先后顺序无关)
[operationC addDependency:operationB];
[operationB addDependency:operationA];
b、可以在不同queue中的NSOperation之间创建依赖；
> 线程间通信 回到主线程设置显示
> 队列的取消、暂停、恢复
a、取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations； 【在内存警告的时候可以添加上该方法】
[也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作]
b、暂停和恢复队列
- (void)SetSuspended:(BOOL)b; 【YES表示暂停队列，NO表示恢复队列】
[滚动视图(注意表格视图也是继承自UIScrollView的)性能优化中可以使用到，开始拖动的时候暂停队列下载，拖动结束后恢复队列]
接收到内存警告
- (void)didReceiveMemoryWarning{
[super didReceiveMemoryWarning];
// 取消队列操作
}
- (void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{
//开始拖动，暂停队列操作
}
- (void)scrollViewDidEndDragging:(UIScrollView *)scrollView willDecelerate:(BOOL)decelerate{
// 结束拖动，恢复队列操作
}
(5) 线程安全(在GCD以后，已经帮我们处理了这些问题)
线程安全问题
实例：3个窗口卖票
> 3个窗口同时卖票，即多条线程访问同一资源;
> 线程哪个先调用是不确定的，先调度谁是CPU的事；
> 当线程任务执行完成，线程为死亡态(如果是没有while循环，但第二次点击的时候程序就崩溃)；
> 多线程的安全隐患
a、资源共享(资源抢占)：一块资源可能会被多个线程共享(即多个线程可能访问一个资源)；
(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的问题)[例如一个线程取钱，一个线程存钱；例如卖票，多个窗口卖票即多条线程卖]
> 互斥锁的使用
a、互斥锁方式一：@synchronized(锁对象){//需要加锁的代码}
// 锁定一份代码只用一把锁，用多把锁是无效的;
b、互斥锁方式二：
/** 1、互斥锁的初始化*/
_myLock = [[NSLock alloc] init];
// 2、加锁方式2
[_myLock lock];
// 需要加锁的代码
// 3、解锁
[_myLock unlock];
> 互斥锁的优缺点
优点：能有效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CPU资源；
> 互斥锁使用的前提：多条线程抢占同一资源；
> 单例的线程安全
> 数据库操作的线程安全
nonatomic(atomic)：指定set、get方法是否原子操作。原子操作，主要指是否线程安全。如果使用atomic那么set、get方法都是线程安全的--- 当一个线程进入get、set方法之后，其他线程无法进入该set、get方法，那么久避免多线程并发破坏数据完整性，atomic是默认值。虽然atomic可以保证对象数据的完整性，但atomic线程安全会造成性能下降(因为会导致其他线程的阻塞)。因此，大多数单线程环境下，都是使用nonatomic来提高set、get方法的访问性能;
线程注意点：
1、不要同时开太多线程(1~3条线程即可，不要超过5条);
2、线程概念：
主线程：UI线程，显示、刷新UI界面，处理UI控件事件；
子线程：后台线程，异步线程；
3、不要把耗时操作放在主线程，要放在子线程中执行；
19.GCD使用
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