多线程（一）

线程与进程

• 线程是进程的基本执行单元，一个进程所有任务都在线程中执行

• 进程想要执行任务，必须得有线程，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

• 进程实质在系统中正在运行的一个应用程序

• 每个进程之前是独立的，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

进程与线程的关系

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：同一进程内的线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，但是进程之前的资源是独立的。

1. 一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
2. 进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程。
3. 执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行，必须已存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
4. 线程是处理器调度的基本单位，但进程不是。
5. 线程没有地址空间，线程包含在进程地址空间中。

时间片的概念：CPU在多个任务直接进行快速的切换，这个时间间隔就是时间片

• 单核CPU同一时间，只能处理一个线程
• 多线程同时执行其实是CPU快速的在多个线程之前切换，CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程的“同时”执行的效果
• 如果线程数非常多，CPU会在n个线程之间切换，消耗大量的CPU资源，导致每个线程呗调度的次数会降低，线程的执行效率降低

线程生命周期 可调度线程池

饱和策略：

• AbortPolicy 直接抛出RejectedExecutionExeception异常来阻止系统正常运行
• CallerRunsPolicy 将任务退回到调度者
• 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在RejectedExecutionHandler接口

任务执行速度的影响因素

1. cpu状态
2. 任务复杂度
3. 优先级
4. 线程状态

优先级反转：

1. IO 密集型，频繁等待
2. CPU 密集型，很少等待
   IO比CPU更容易得到优先级提升

优先级影响因素：

1. 用户指定
2. 等待的频繁度，频繁调用优先级会降低
3. 长时间不执行，会提升优先级

互斥锁 发现其他线程执行 当前线程 休眠 (就绪状态) 一直在等打开 唤醒执行
自旋锁 发现其他线程执行 当前线程 询问 - 忙等 耗费性能比较高

在短小精悍的项目里用自旋锁，或者环境资源充足，比如mac环境，用自旋锁

atomic 是原子属性，是为多线程开发准备的，是默认属性！
仅仅在属性的 setter 方法中，增加了锁(自旋锁)，能够保证同一时间，只有一条线程对属性进行写操作
同一时间 单(线程)写多(线程)读的线程处理技术
nonatomic 是非原子属性
没有锁！性能高！

在源码中可以看到

if (!atomic) {
    oldValue = *slot;
    *slot = newValue;
} else {
    spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];
    slotlock.lock();
    oldValue = *slot;
    *slot = newValue;        
    slotlock.unlock();
}

下面看个面试题：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("sj", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"2");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3");
    });
    NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");

输出结果顺序是：1 5 2 3 4

image

再看下面一段代码：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("sj", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1");
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"2");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3");
    });
    NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");

输出结果是： 1 5 2 崩溃

image

这个会造成死锁。第二个块会往第一个块后面增加一个任务，第二个块任务不执行完，是执行不了第一个块下面的代码，但是第一个块代码不执行完，又不能执行第二个块里面的代码，相互等待造成死锁。

再看一种情况：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("sj", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1");
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"2");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3");
    });
    NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");

输出结果是： 1 5 2 4 3

image