1. 进程和线程的定义和关系
线程
- 线程是进程的进本执行单元,一个进程的所有任务都在线程中执行
- 进程中至少得有一个线程。程序启动后默认开启一条线程,这条线程被叫做
主线程
或UI线程
进程
- 进程指系统中执行的一个应用程序
- 每个进程之间是独立的,并且进程运行在专用的且受保护的内存空间中
Mac系统中活动监视器
通过Mac系统中的“活动监视器”能够看到系统中开启的进程
- 图中展示了当前系统中开启的
进程
和进程中开启的线程
数 - 有icon的说明有用户界面;没有icon是没有用户界面;
进程和线程的关系
- 进程中的线程共享本进程中的地址空间。进程之间是互相独立的地址空间
- 进程中的线程共享本进程中的资源,如内存、I/O、CPU等。进程之间是资源独立的。
通过以上的关系可以推到出:
- 进程崩溃后,不会影响其他进程。但是线程崩溃后,整个进程就崩溃了。
- 进程切换时,消耗资源大。所以涉及到频繁切换时,使用线程要优于进程。如果想要资源进行并发操作时,只能使用线程。
- 进程有一个程序入口,但是线程不能独立执行,必须在进程(应用程序)中。
- 线程是CPU基本调度单元,进程不是。
- 线程没有地址空间,线程是包含在进程的地址空间中。
2. 多线程
优点
- 能适当提⾼程序的执⾏效率
- 能适当提⾼资源的利⽤率(CPU,内存)
- 线程上的任务执⾏完成后,线程会⾃动销毁
缺点
- 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 512 KB)
- 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
- 线程越多,CPU 在调⽤线程上的开销就越⼤
- 程序设计更加复杂,⽐如线程间的通信、多线程的数据共享
多线程技术方案
- pthread:一套通用的多线程API,适用于Unix、Linux、Windows等操作系统。使用C语言,需要开发人员管理线程的生命周期。
- NSThread:更加面向对象,使用OC语言,也是需要开发人员管理线程的生命周期。
- GCD:苹果提供的替代NSThread的方案,使用C语言实现,不需要开发人员管理线程生命周期。
- NSOperation:基于GCD,使用上更加面向对象。语言是OC,同样不需要开发人员管理线程声明周期。
扩展 - C与OC桥接相关
- __bridge: 只做类型转换,但是不修改对象内存的管理权。
- __bridge_retained:也可以使用CFBridgingRetain,将OC对象转换为Core Foundation对象,同时将对象内存的管理权交给开发人员,需要使用CFRelease或者相关方法进行释放。
- __bridge_transfer:也可以使用CFBridgingRelease,将Core Foundation对象转换为OC对象,并将对象内存的管理权交给ARC。
3. 线程的生命周期
线程的生命周期中有的几种状态:就绪、运行、阻塞和死亡
。
- 新建线程T,然后调用
start
,线程T进入到就绪状态。等待CPU的调度。 - CPU调度线程池中可调用的线程,如果调用T,此时T是运行状态。如果调用了其他线程,那么T继续保持就绪状态。
- 如果代码中调用了
Sleep
方法或者锁相关的操作,T的状态被调整成阻塞。Sleep
到时候或者获取到同步锁,T再回复成就绪状态,等待CPU的调度。重复步骤2 - 运行完美结束后,线程死亡。
线程池
线程池就是线程的集合容器。容器里管理着线程的创建、回收和重复利用线程。
使用线程池优点:通过线程池,可以做到对线程的管理,比如重复利用已经创建出来的线程,降低创建和销毁线程时对性能的消耗。
大致的流程图如下:
- 大致进行了三个条件判断:
- 条件1:判断线程数量
- 条件2:判断任务队列
- 条件3:判断是否有闲着的线程
- 先判断条件1,线程池中的线程数是否小于核心线程数,不小于直接创建线程去执行任务
- 如果条件1不满足,条件2是去判断任务队列的状况,如果任务队列没满就将任务加入到队列中,等待线程去执行。
- 条件3如果有闲着线程,直接安排该线程去执行任务
- 如果以上都不满足,就要进行饱和策略的处理了。
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
这四点可以联想一下工作中的场景,如果当前非常的忙,已经是满负荷的工作状态,此时有一个新需求下来需要你做,那么:
- AbortPolicy:整个人的心态崩了,没法继续工作。
- CallerRunsPolicy:把需求推回给发起者,并告诉他,现在没有时间,等有时间再去做。
- DisOldestPolicy:做这个需求就得丢掉已经排好的需求表中优先级最低的任务,这样才能按时完成全部工作。
- DisCardPolicy:直接说这个需求做不了。
4. 线程与runloop
- 线程与runloop是一一对应的。
- 开启runloop,相当于对线程是一种
保活
处理。线程执行完任务后会进入休眠状态,有任务了就会被唤醒去执行任务。 - runloop在第一次获取时被创建(类似懒加载的方式),线程结束时被销毁。
- 主线程的runloop,是在程序启动后默认创建好的。
- 子线程需要获取一下(懒加载创建)才可以,比如在子线程使用定时器时,如果不获取runloop,定时器是不会发生回调的。
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