iOS - 多线程

1.线程与进程的关系

线程：

• 线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行
• 进程要向执行任务，必须得有进程，进程至少要有一条线程
• 程序启动会默认开启一条线程，这条线程被称为主线程或UI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的且受保护的内存空间内
• 通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程

地址空间：同一进程的线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间。
资源拥有：同一进程的线程共享本进程的资源，而进程之间则是独立的资源。

2.多线程

优点：

1. 能适当提高程序的执行效率
2. 能适当提高资源的利用率（CPU，内存）
3. 线程上的任务执行完成后，线程会自动销毁

缺点：

1. 开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一个线程都占512KB）
2. 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
3. 线程越多，CPU在调用线程上的开销就越大
4. 程序设计更加复杂，比如线程间的通信、多线程的数据共享

iOS 的多线程其实就是CPU快速的在多个线程之间快速的切换，造成了多线程同事执行的效果。
如果线程数非常多就会消耗大量的CPU资源，导致线程执行效率降低。

3.多线程生命周期（掌握）

先来看一张图：引用Style_月月

从图中可以看出多线程的生命周期分为：
新建 -> 就绪 -> 运行 -> 阻塞 -> 死亡 -> 就绪
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• 新建：实例化线程对象

• 就绪：线程调用start方法，将线程加入可调度线程池，等待CPU的调用。不会立刻执行，当CPU调度到该线程时状态由就是转为运行。

• 运行：CPU负责调度可调度线程池中线程的执行，在线程执行完成之前，其状态可能会在就绪和运行之间来回切换，这个变化是由CPU负责，开发人员不能干预。

• 阻塞：当满足某个预定条件时，可以使用休眠，即 sleep，或者同步锁，阻塞线程执行。当进入sleep时，会重新将线程加入就绪中。下面关于休眠的时间设置，都是NSThread的

• 死亡：正常死亡，即线程执行完毕；非正常死亡，调用exit方法等退出

4.线程和Runloop的关系

1. runloop与线程是⼀⼀对应的，⼀个runloop对应⼀个核⼼的线程，为什么说是核⼼的，是因为runloop是可以嵌套的，但是核⼼的只能有⼀个，他们的关系保存在⼀个全局的字典⾥。
2. runloop是来管理线程的，当线程的runloop被开启后，线程会在执⾏完任务后进⼊休眠状态，有了任务就会被唤醒去执⾏任务。
3. runloop在第⼀次获取时被创建，在线程结束时被销毁。
4. 对于主线程来说，runloop在程序⼀启动就默认创建好了。
5. 对于⼦线程来说，runloop是懒加载的，只有当我们使⽤的时候才会创建，所以在⼦线程⽤定时器要注意：确保⼦线程的runloop被创建，不然定时器不会回调。

线程的exit和cancel说明

• exit：强行终止线程，后续的所有代码不执行
• cancel：取消当前线程，但是不能取消正在执行的线程

面试：线程的优先级越高，任务执行越快？
答： 否，线程执行的快慢，取决于任务的复杂程度，以及CPU的调度情况。

5.线程池（掌握）

线程池运行流程如下图

1. 核心线程是否都在执行任务

• NO, 创建新的线程去执行
• YES, --->2

2. 线程池工作列队是否饱满

• NO,将任务储存在工作队列
• YES, --->3

3. 判断线程池中的线程是否都处于执行状态

• NO,安排线程去执行任务
• YES, --->4

4. 交给饱和策略去执行

饱和策略

• AbortPolicy 直接抛出RejectedExecutionExeception异常来阻⽌系统正常运⾏
• CallerRunsPolicy 将任务回退到调⽤者
• DisOldestPolicy 丢掉等待最久的任务
• DisCardPolicy 直接丢弃任务

这四种拒绝策略均实现的RejectedExecutionHandler接⼝

iOS中多线程的实现方案

6.线程安全问题

多线程会可能触发抢夺资源的问题（数据安全问题）
iOS提供了两种解决方案（当然还有其他的方法，递归锁、条件锁..）

互斥锁

• 互斥锁@synchronized

  • 保证锁内的代码，同⼀时间，只有⼀条线程能够执⾏！如果发现其他线程正在执行锁定的代码，新线程就会进入休眠
  • 互斥锁的锁定范围，应该尽量⼩，锁定范围越⼤，效率越差！

  互斥锁参数

  • 能够加锁的任意 NSObject 对象
  • 注意：锁对象⼀定要保证所有的线程都能够访问
  • 如果代码中只有⼀个地⽅需要加锁，⼤多都使⽤ self，这样可以避免单独再创建⼀个锁对象

自旋锁

• 自旋锁与互斥锁类似，但它是在获取锁之前一直处于忙等（即原地打转，称为自旋）阻塞状态

• 使用场景：锁持有的时间短，就需要使用自旋锁，属性修饰符atomic，本身就有一把自旋锁

atomic与nonatomic 的区别

nonatomic ⾮原⼦属性
atomic 原⼦属性(线程安全)，针对多线程设计的，默认值

• 保证同⼀时间只有⼀个线程能够写⼊(但是同⼀个时间多个线程都可以取值)
• atomic 本身就有⼀把锁(⾃旋锁)
• 单写多读：单个线程写⼊，多个线程可以读取

atomic：线程安全，需要消耗⼤量的资源
nonatomic：⾮线程安全，适合内存⼩的移动设备

iOS 开发的建议
所有属性都声明为 nonatomic
尽量避免多线程抢夺同⼀块资源
尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减⼩移动客户端的压⼒