多线程相关

https://www.cnblogs.com/fengmin/p/5841014.html参考源码解读
[图片上传中...(截屏2019-12-15下午11.26.52.png-95caa7-1576423615938-0)]

多线程面试题：（1）说出多线程的优缺点

多线程方案及优缺点

一.线程间通信以及各自的特点

通信

// 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    // 2.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        // 异步进行耗时操作
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }

        // 回到主线程
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            // 进行一些 UI 刷新等操作
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
            }
        }];
    }];

GCD 

performSelectorInbackground:
performSelectorOnMainThread

二.比较：

NSOperation底层是GCD更加面向对象，是可以获得队列执行状态，设置线程依赖，线程优先级，可以取消线程，可以控制最大并发量。
GCD更加简单高效。

二.NSOperation

1,控制最大并发数

// 创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

// 设置最大并发操作数
//    queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 就变成了串行队列
// 添加操作
[queue addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
[queue addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];
}];
2,最吸引人的地方是它能添加操作之间的依赖关系

比如说有A、B两个操作，其中A执行完操作，B才能执行操作，那么就需要让B依赖于A

//操作依赖

  • (void)addDependency
    {
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]);
    }];

    [op2 addDependency:op1]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2

    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    }
    //可以看到，无论运行几次，其结果都是op1先执行，op2后执行。

三.队列的取消、暂停、和恢复

取消队列的所有操作
-(void)cancelAllOperations;
提示：也可以调用NSOperation的-(void)cancel方法取消单个操作。
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
-(BOOL)isSuspend;
获取队列操作数：
operationCount(只读属性)

注意：

（1）暂停不会删除队列内的操作。只是把队列挂起。暂停和挂起都是针对队列而言的。暂停后还可以重新恢复接着原来的任务进行执行。
（2）取消全部任务的操作会清空队列里的所有任务。
（3）暂停和取消都是对队列里的操作而言的，而正在执行的操作是无法取消或暂停的。

三 .GCD

GCD常见函数
截屏2019-12-15下午10.09.57.png
截屏2019-12-15下午10.10.59.png
截屏2019-12-15下午10.11.48.png
截屏2019-12-15下午10.12.53.png
同步，异步，串行，并发

dispatch_sync和dispatch_async用来控制是否要开启新的线程
队列的类型，决定了任务执行的方式（串行，并发）（dispatch_get_main_queue()书串行队列）

各种队列的执行结果
面试题：死锁崩溃

面试题：不会死锁，因为是异步执行 不要求马上在当前线程执行，会等上一个任务完成后再执行

会产生死锁：打印1，5，2死锁崩溃
不会产生死锁，添加的是不同的队列
不会产生死锁。5的顺序不一定
dispatch_get_global_queue(0,0)全局并发队列只有一个 内存地址相同的
面试题解决方法在下方

需要开启runloop，需要写在perform下面，因为runloop在无事处理的时候会休眠，所以添加事件后 再启动它
面试题：打印1 崩溃，崩溃日志 目标线程退出当等待执行perform的时候。解决方案，唤醒block块子线程的runloop
队列组面试题

还有一种情况，先并发同时执行任务1，任务二，等他俩执行完，再通知任务三任务四并发执行。就是下面的截图代码。两个notify被通知到，同时在queue这个并发队列里去执行任务即可！


队列组面试答案

dispatch_group_enter :通知 group,下个任务要放入 group 中执行了
dispatch_group_leave: 通知 group,任务成功完成,要移除,与 enter成对出现
dispatch_group_wait: 在任务组完成时调用，或者任务组超时是调用（完成指的是enter和leave次数一样多）
dispatch_group_notify: 只要任务全部完成了,就会在最后调用

- (void)test {
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1432482-dcc38746f56a89ab.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240"];

    SDWebImageManager *manager = [SDWebImageManager sharedManager];

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    dispatch_group_enter(group);
    [manager loadImageWithURL:url options:SDWebImageRefreshCached progress:nil completed:^(UIImage * _Nullable image, NSData * _Nullable data, NSError * _Nullable error, SDImageCacheType cacheType, BOOL finished, NSURL * _Nullable imageURL) {
        dispatch_group_leave(group);
    }];

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"下载完成了");
    });
}

//信号量 也可以用信号量的方式去做
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    //创建全局并行
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //任务一
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self getAdvertList:^(BOOL iscomple) {
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        }];
    });
    //任务二
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self getHotCultureList:^(BOOL iscomple) {
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        }];
    });
 
 
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
 
        //6个任务,6个信号等待.
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        //这里就是所有异步任务请求结束后执行的代码
        //[self.homeTableView.mj_header endRefreshing];
        //这里两个网络请求结束后。获取到的。一个参数用于第三个借口参数
        NSLog(@"------------4444444444444444-xin hao-------%@", self.imeiStr);

多线程安全

不是所有多线程都加锁，如果只是读取数据，那么不会对数据造成安全隐患，当多个线程对数据同时读写的时候才需要加锁保证线程安全

多线程的安全隐患
解决线程安全隐患：常见的线程同步技术就是：加锁
截屏2019-12-16上午12.56.05.png

锁：

（1）OSSpinLock 自旋锁（high level高级锁 不休眠）
可能会出现优先级反转的情况：它是自旋锁，就是CPU分配时间片给它，资源被占用它不会进入休眠状态，会进入忙等状态，由于优先级低的加锁进去执行了，而CPU会优先分配优先级高的时间片，所以优先级低的可能一直得不到时间片，得不到时间片就无法继续执行也就无法解锁 不解锁优先级高的又进不来，所以会造成类似死锁的状态，优先级高的实际一直得不到执行。使用

static声明的变量是在编译时确定的 不是在运行时，所以不能直接函数调用，函数是在运行时执行的，static声明的变量 只初始化一次，如果一开始不给他赋值 那么可以如下图所示用once
OSSpinLock因为是忙等机制，所以效率高，不会休眠

（2） os_unfair_lock（它是互斥锁）

os_unfair_lock的介绍：注意：如果没解锁那么会进入死锁，永远拿不到锁，来访问的线程就休眠

（3）pthread_mutex

pthread_mutext介绍:有默认锁normal和递归锁recursive两种模式，（递归锁允许同一个线程对一把锁进行重复加锁）递归锁开锁和锁相对应就行。是保证线程安全的，保证线程同步的

条件，有条件就可以不用调用unlock来放开这把锁
递归锁使用：递归就是自己调用自己

生产者-消费者模式：同时进行的，但是需要先生产出产品才可以卖给消费者

总结：
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        // 初始化属性
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_mutexattr_init(&attr);
        pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
        // 初始化锁
        pthread_mutex_init(&_mutex, &attr);
        // 销毁属性
        pthread_mutexattr_destroy(&attr);
        
        // 初始化条件
        pthread_cond_init(&_cond, NULL);
        
        self.data = [NSMutableArray array];
    }
    return self;
}

- (void)otherTest
{   //子线程同时进行 所以不确定先调用哪个方法
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__remove) object:nil] start];
    
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__add) object:nil] start];
}

// 生产者-消费者模式

// 线程1
// 删除数组中的元素
- (void)__remove
{
    pthread_mutex_lock(&_mutex);
    NSLog(@"__remove - begin");
    
    if (self.data.count == 0) {
        // 等待  ⚠️⚠️⚠️等待期间会放开这把锁，这个是可能就会调用添加方法给它加锁，当添加完调用signal，就会唤醒加这个条件的锁的线程，注意⚠️其实这个时候是继续等待状态等待别人放开这把锁，也是等添加方法执行unlock解开这个锁的时候，pthread_cond_wait它才可以再次加锁，就继续往下走去remove，执行完了解开这个锁。
        pthread_cond_wait(&_cond, &_mutex);
    }
    
    [self.data removeLastObject];
    NSLog(@"删除了元素");
    
    pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}

// 线程2
// 往数组中添加元素
- (void)__add
{
    pthread_mutex_lock(&_mutex);//初始化锁
    
    sleep(1);
    
    [self.data addObject:@"Test"];
    NSLog(@"添加了元素");
    
    // 信号 激活这个等待条件的线程
    pthread_cond_signal(&_cond);
    // 广播
//    pthread_cond_broadcast(&_cond);
    
    pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}

- (void)dealloc
{   //销毁资源
    pthread_mutex_destroy(&_mutex);
    pthread_cond_destroy(&_cond);
}

（4）NSLock,NSRecursiveLock。NSRecursiveLock递归锁表示可处理同一方法内部多次上锁，表示它可以允许同一线程对其多次加锁，而不会引起死锁的问题，主要用在循环和递归调用中。也是基于mutex实现的，所以效率肯定低于mutex

lockBeforeDate:表示在这个时间之前等待 到了这个时间还没有得到这个锁的话，那么会加锁失败

（5）NSCondition

NSCondition:基于mutex的都是互斥锁。一般用于多线程同时访问、修改同一个数据源，保证在同一时间内数据源只被访问、修改一次，其他线程的命令需要在lock 外等待，只到unlock ，才可访问
@interface NSConditionDemo()
@property (strong, nonatomic) NSCondition *condition;
@property (strong, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end

@implementation NSConditionDemo

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
        self.condition = [[NSCondition alloc] init];
        self.data = [NSMutableArray array];
    }
    return self;
}

- (void)otherTest
{
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__remove) object:nil] start];
    
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__add) object:nil] start];
}

// 生产者-消费者模式
// 线程1
// 删除数组中的元素
- (void)__remove
{
    [self.condition lock];
    NSLog(@"__remove - begin");
    
    if (self.data.count == 0) {
        // 等待
        [self.condition wait];
    }
    
    [self.data removeLastObject];
    NSLog(@"删除了元素");
    
    [self.condition unlock];
}

// 线程2
// 往数组中添加元素
- (void)__add
{
    [self.condition lock];
    
    sleep(1);
    
    [self.data addObject:@"Test"];
    NSLog(@"添加了元素");
    // 信号
    [self.condition signal];
    
    // 广播
//    [self.condition broadcast];
    [self.condition unlock];
    
}
注意
线程保活

不是所有的都给runloop去做，像NSlog是不需要的

（6）NSConditionLock

NSConditionLock
可以添加线程依赖，这个线程的开始依赖于另一个线程的完成

（6）dispatch_queue

dispatch_queue
直接使用串行队列也是加锁

(6) dispatch_semaphore

注意：wait和signal的顺序。当创建时value为0时那么需要先signal+1，然后再wait。注意使用顺序和信号量的关系
• dispatch_semaphore_create(value)
创建信号量，value一般情况下传0
• dispatch_semaphore_wait()
等待信号量，会对信号量减1(value - 1)，当信号量 < 0 时，会阻塞当前线程，等待信号（signal），当信号量 >= 0时，会执行wait后面的代码
• dispatch_semaphore_signal()
信号量加1，当信号量 >= 0 会执行wait之后的代码。
因此dispatch_semaphore_wait()和dispatch_semaphore_signal()要成对使用。

dispatch_semaphore
dispatch_semaphore

(7)synchronized


synchronized
可以递归加锁

加锁同步方案性能比较 面试！

iOS线程同步方案性能比较：unfair_lock性能最高，但是iOS10才有的，如果考虑到老版本支持的话，建议用dispatch_semaphore支持iOS8，OSSpinLock现在不建议使用了，它是自旋锁可能会引起死锁。递归锁为了保证内部可以递归调用效率会弱一点。一般推荐信号量和mu tex(跨平台)，NSCondition和NSLock更加面向对象都是对mutex的封装，效率肯定不如mutex

面试题

自旋锁，互斥锁的比较

（2）atomic

atomic只是对赋值setter取值getter方法加自旋锁spinLock，并不能保证它使用过程中是线程安全的。比如动态数组增删改不能保证，比如买票这个案例多个线程同时访问票数-1，最后很有可能票会多卖了，结合CPU分配时间片的原理
iOS中的读写安全方案
pthread_rwlock实现多读单写
pthread_rwlock实现多读单写代码：从打印时间可以看出读可以多个同时读，单是写是只有一个，写的同时也不会读数据。这个读写锁已经帮我做好了。

dispatch_barrier_async实现多读单写
用dispatch_barrier_async调用的时候（注意必须是自己创建的并发队列），会建立起一个屏障，队列中就只有这一个任务在执行，这个任务执行完，多读的异步并发才会继续执行
dispatch_barrier_async实现多读单写代码
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