iOS 多线程1 --任务与队列

进程、线程

进程

当一个程序进入内存运行，即变成一个进程。进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。

线程

线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的之心，一个进程至少有一个线程。一个进程中可以有多个线程。

单线程程序：若有多个任务只能一次执行
多线程程序：若有多个任务，可以同时执行

对于CPU单一个核心而言，某个时刻只能执行一个线程，而CPU在多个线程之间切换的速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
多线程并不能提高程序的运行速度，但能提高运行效率

任务

线程中执行的代码

同步执行（sync）

同步添加任务到队列中，队列在任务结束之前会一直等待，直到任务完成之后再继续执行
只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

异步执行（async）

异步添加任务到队列中，队列不会等待，可以继续执行其他任务。
可以在新的线程中执行任务，具备开启线程的能力，但不一定开启新线程。

队列

队列（dispatch queue）

执行任务的等待队列，即用来存在任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用FIFO（first in first out）的原则。新的任务总是被插到队列的末尾，读取任务总是从队列的头部开始读取。每读取一个任务，则从队列中释放一个任务。

串行队列（serial dispatch queue）

只开启一个线程，每次只能执行一个任务，一个任务执行完毕后才能执行下一个任务。

并发队列（concurrent dispatch queue）

可以让多个任务并发（同时）执行，可以开启多个线程，并同时执行任务。并行队列的并发功能只能在异步下才有效。

GCD的使用

使用 dispatch_queue_create 方法来创建队列。

第一个参数表示队列的唯一标识符，用于 DEBUG，可为空。队列的名称推荐使用应用程序 ID 这种逆序全程域名。
第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。
DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行队列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并发队列。

队列的创建

串行队列创建

// 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

系统提供串行队列-主队列（Main Dispatch Queue）

// 主队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行。

注意：主队列其实并不特殊。主队列的实质上就是一个普通的串行队列，只是因为默认情况下，当前代码是放在主队列中的，然后主队列中的代码，有都会放到主线程中去执行，所以才造成了主队列特殊的现象。

并行队列创建

// 并发队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

系统提供的-全局并发队列（Global Dispatch Queue）

// 全局并发队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

任务的创建

同步执行任务

// 同步执行任务创建方法
dispatch_sync(queue, ^{
// 这里放同步执行任务代码
});

异步执行任务

// 异步执行任务创建方法
dispatch_async(queue, ^{
// 这里放异步执行任务代码
});

任务和队列的组合

两种默认队列：全局并发队列、主队列：
全局并发队列可以作为普通并发队列来使用。

同步执行 + 串行队列
不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
同步执行 + 并行队列
在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
异步执行 + 串行队列
开启1条新线程，串行执行任务

- (void)asyncSerial {
    //打印当前线程
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);   打印当前线程
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("testSerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];     
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]); 
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}
currentThread---<NSThread: 0x604000070440>{number = 1, name = main}
asyncSerial---begin
asyncSerial---end
1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}

异步执行 + 并行队列

- (void)asyncConcurrent {
    // 打印当前线程
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); 
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]); 
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}
currentThread---<NSThread: 0x604000062d80>{number = 1, name = main}
asyncConcurrent---begin
2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}

同步执行 + 主队列
默认主线程在等待syncMain执行完任务1再往下执行，syncMain在等待默认主线程执行完再执行syncMain中任务1，所以互相等待产生死锁。
异步执行 + 主队列
因为主线程是串行队列，所以在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务。

总结

串行队列的特点：

无论同步任务或是异步任务，任务按顺序执行，一个执行完毕执行下一个任务
串行队列执行同步任务不开辟线程
执行异步任务开辟最多开辟一条线程并且按顺序执行

并行队列的特点：

执行异步任务具备开辟多条线程的能力
执行同步任务，顺序执行，因为同步不具有开辟线程的能力

同步任务特点：

没有开启新线程的能力
在当前线程任务按顺序一个一个执行

异步任务的特点：

具有开启新线程的能力
-开几条新线程取决于队列，串行队列开启一条线程，并行队列在执行多个异步任务时会开辟多条线程。

线程安全

在多线程中运行得到的结果与在单线程中运行得到的结果一致，即为线程安全。

GCD信号量
保持线程同步，将异步执行转换为同步执行
保证线程安全，为线程加锁

自旋锁：如果资源被占用，等待的线程以死循环的方式一直处于忙等状态，一旦资源释放，立马执行
互斥锁：如果资源被占用，等待的线程会进入休眠状态，直到等待的资源被解锁才被唤醒

image.png

NSMutableArray是线程不安全的，当有多个线程同时对数组进行操作的时候可能导致崩溃或数据错误,