iOS多线程的基础知识

同步:
我们之前写程序的时候都是从上到下,从左到右,代码执行顺序
1个人执行多个任务,也是依次执行,1个人同一时间执行1个任务
异步:
多个人可以同时执行多个任务

进程:
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切受保护的内存空间内
通过“活动监测器”可以查看mac系统中所开启的进程
线程:
1个进程有多个线程组成(1个进程至少要有一个线程)
线程是进程的基本执行单元,一个进程中的所有任务都在线程中执行

多线程:
1个进程中可以开启多个线程,多个线程可以‘同时’执行不同的任务
多线程可以解决程序阻塞的问题
多线程可以提高程序的执行效率
(执行原理)
1:(单核CPU)同一时间,cpu只能处理1个线程,只有1个线程在执行
2:多线程同时执行:是CPU快速的在多个线程之间的切换
3:cpu调度线程的时间足够快,就造成了多线程的‘同时’执行
4: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
(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512KB)
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
主线程
一个程序运行后,默认会开启1个线程,称为‘主线程’或‘UI线程’
主线程一般用来刷新UI界面,处理UI事件(点击,滚动,拖拽等)
(使用注意)
别将耗时的操作放到主线程中
耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种卡的坏体验

多线程技术方案.png

pthread代码演示:
导入头文件#import<pthread.h>
代码:
//线程编号的地址
pthread_t pthread;
//第一个参数 线程编号的地址
//第二个参数 线程的属性
//第三个参数 线程要执行的方法
//void * (*) (void *)
//函数的返回值类型 void * int 指向int的指针 void指向任意类型的指针类似于oc中的id
//函数的名称 函数指针
//函数的参数 void *
//第四个参数 线程要执行的方法的参数
//方法的返回值 0 成功 其他失败
int result = pthread_create(&phread,NULL,demo,NULL);

NSThread代码演示:
方式1:
NSThread *thread = [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:nil];
[thread start];

方式2:
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:nil];

方式3:
[self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:nil];
线程的状态:
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
[thread start];


线程的状态.png

控制线程的状态:

       - (void)start;
       (启动线程)
        线程进入就绪状态,当线程执行完毕后自动进入死亡状态。
      
        + (void)sleepUntiDate:(NSDate *)date;
        + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
        (暂停(阻塞)线程)
        线程进入阻塞状态
       
        + (void)exit;
         (停止线程)
        线程进入死亡状态
        线程如果死亡了,就不能再次开启任务

线程的属性:
(线程名称
设置线程名称可以当线程执行的方法内部出现异常的时候记录 异常和当前线程
(线程优先级
内核调度算法在决定该运行哪个线程时,会把线程的优先级作为考量因素,较高优先级的线程会比较低优先级的线程更具有更多的运行机会。较高优先级不保证你的线程具体执行的事件,只是相比较低优先级的线程,它更有可能被调度器选择执行而已。
多线程访问共享资源的问题:
(共享资源
一块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源
比如多个线程访问同一个对象,同一个变量,同一个文件
(当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题
例如:下图火车票,一个资源多个线程访问,造成数据错乱


访问共享资源.png

如果出现类似上图火车票的问题,使用互斥锁即可解决

互斥锁(线程同步):
(互斥锁
能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
(相关专业术语:线程同步
线程同步的意思是:多条线程按顺序地执行任务
互斥锁就是使用了线程同步技术
(互斥锁的使用
@synchronized(锁对象){ // 需要锁定的代码 }
互斥锁的原理:
每一个对象(NSObject)内部都有一个锁(变量),当有线程要进入synchronized到代码块中会检查对象的锁是打开还是关闭状态,默认锁是打开状态(1),如果是线程执行到代码块内部会先上锁(0)。如果锁被关闭,再有线程要执行代码块就先等待,知道锁打开才可以进入。
(执行流程
1. 检查锁状态,如果是开锁状态(1)转到2 如果上锁(0)转到5
2. 上锁(0)
3. 执行代码块
4. 执行完毕 开锁(1)
5. 线程等待(就绪状态)
(加锁后程序执行到效率比不加锁的要低,因为要线程等待锁,但是锁保证了多个线程同时操作全局变量的安全性

原子属性:
(属性中的修饰符
nonatomic:非原子属性
atomic:原子属性(线程安全),针对多线程设计的,默认值保证同一时间只有一个线程能够写入(但是同一个时间多个线程都可以取值);
atomic本身就有一把锁(自选锁);
单写多读:单个线程写入,多个线程可以读取

        (nonatomic和atomic对比
        atomic:线程安全,需要消耗大量的资源
        nonatomic:非线程安全,适合内存小的移动设备

        (iOS开发的建议
        所有属性都声明为nonatomic
        尽量避免多线程抢夺同一个资源
        尽量将加锁,资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理,减小移动客户端的压力

互斥锁和自选锁:
(互斥锁
如果发现其他线程正在执行锁定代码,线程会进入休眠(就绪状态),等其他线程时间片到打开锁后,线程会被唤醒(执行)
(自旋锁
如果发现有其它线程正在锁定代码,线程会用死循环的方式,一直等待锁定的代码执行完成,自旋锁更适合执行不耗时的代码
线程安全:
线程同时操作是不安全的,多个线程同时操作一个全局变量
线程安全:在多个线程进行读写操作时,仍然能够保证数据的正确
主线程(UI线程):
几乎所有UIKit提供的类都是线程不安全的,所有更新UI的操作都在主线程上执行

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