iOS多线程基本介绍

多线程

1、线程的定义
  • 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
  • 进程要想执行任务,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
2、进程的定义
  • 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
3、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,但是进程之间的资源是独立的。
  • 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。
  • 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
  • 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,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。
  • 线程是处理器调度的基本单位,但是进程不是。
4、多线程的意义
  • 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
5、多线程的原理

cpu在单位时间片里快速在各个线程之间切换。实现假象的同时执行。


image.png
6、多线程在iOS中实现的技术方案
image.png
7、多线程的生命周期

多线程在线程池中主要有下图这几种状态:当创建后,有任务就会被CPU调度,执行任务,此时可能阻塞,任务执行完毕就退出。
阻塞之后如果需要会再次添加到线程池中,等待下次调度。


image.png
8、线程添加到线程池

线程添加到线程池是有原则的,因为线程池的大小是一定的。
主要条件有三个:

  • 核心线程池大小。如果线程池的大小小于核心线程池,那么可以创建线程;
  • 工作队列。如果工作队列已经未满,那么添加到队列,创建线程;
  • 线程是否都工作。如果没有都工作,那么创建线程。


    image.png
饱和策略

苹果提供了api可以进行设置

  • 中止
  • 抛弃
  • 退回
  • 等待
  • push

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。
    RunLoop和线程在一个字典中呈现一一对应的关系,其中线程的指针为key;RunLoop使得线程存活,也就是常驻;线程退出时使得RunLoop结束。
C于OC的桥接小知识
  • __bridge只做类型转换,但是不修改对象(内存)管理权;
  • __bridge_retained(也可以使用CFBridgingRetain)将Objective-C的对象转换为Core Foundation的对象,同时将对象(内存)的管理权交给我们,后续需要使用CFRelease或者相关方法来释放对象;
  • __bridge_transfer(也可以使用CFBridgingRelease)将Core Foundation的对象转换为Objective-C的对象,同时将对象(内存)的管理权交给ARC。
为什么要在主线程更新UI?

苹果就是这样设计的,这是一套设计的标准。
苹果要求在主线程中更新UI操作,操作系统便于执行;
为了用户体验,一些UI上的交互肯定是给用户直接交互比较好,多数情况下,UI是直接展现给用户的,所以在主线程展示不至于卡顿或者突兀。

如何办到的手动控制线程生命周期

因为GCD完全是自动控制线程生命周期,只需要将任务交给他执行,执行完毕会自动控制销毁,所以有时候并不能完全满足我们的要求,比如有时候我们想要取消正在执行的任务时。所以一般可以重写start等方法来实现。

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