iOS中常见的多线程方案
控制器命令：
c：过掉
step：输出汇编
stepi：进入这个汇编函数 简称si
- NSThread、GCD、NSOperation的底层实现其实都是pthread
GCD的常用函数
GCD的队列
容易混淆的术语：同步、异步，并发、串行
各种队列的执行效果
// dispatch_sync和dispatch_async用来控制是否要开启新的线程
/**
队列的类型，决定了任务的执行方式（并发、串行）
1.并发队列
2.串行队列
3.主队列（也是一个串行队列）
*/
面试题
1、下列问题是否会产生死锁
- (void)interview01
{
// 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？会！
NSLog(@"执行任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"执行任务2");
});
NSLog(@"执行任务3");
// dispatch_sync立马在当前线程同步执行任务
}
- (void)interview02
{
// 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
NSLog(@"执行任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"执行任务2");
});
NSLog(@"执行任务3");
// dispatch_async不要求立马在当前线程同步执行任务
// 打印顺序：任务1-3-2
}
- (void)interview03
{
// 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？会！
NSLog(@"执行任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{ // 0
NSLog(@"执行任务2");
dispatch_sync(queue, ^{ // 1
NSLog(@"执行任务3");
});
NSLog(@"执行任务4");
});
NSLog(@"执行任务5");
// block0等block1执行完毕，block1等block0执行完毕
// 打印顺序：任务1-5-2-死锁
}
- (void)interview04
{
// 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
NSLog(@"执行任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("myqueu2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("myqueu2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{ // 0
NSLog(@"执行任务2");
dispatch_sync(queue2, ^{ // 1
NSLog(@"执行任务3");
});
NSLog(@"执行任务4");
});
NSLog(@"执行任务5");
// 打印顺序：任务1-5-2-3-4
}
- (void)interview05
{
// 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
NSLog(@"执行任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{ // 0
NSLog(@"执行任务2");
dispatch_sync(queue, ^{ // 1
NSLog(@"执行任务3");
});
NSLog(@"执行任务4");
});
NSLog(@"执行任务5");
}
- 队列的特点：排队，FIFO，First In First Out，先进先出
- dispatch_sync：立马在当前线程执行任务，执行完成才能继续往下执行
- dispatch_async不要求立马在当前线程同步执行任务
2、下面代码的打印结果是什么？
// 这句代码的本质是往Runloop中添加定时器
[self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];
// 这句代码本质就是Runtime调用objc_msgSend
[self performSelector:@selector(test) withObject:nil];
3、下面打印结果是什么？
- (void)test
{
NSLog(@"2");
}
// 打印结果为1，因为[thread start]启动会运行当前block，输出结果为1，但是输出以后，线程也就自动退出了，也就是没有子线程了，所以thread=nil，如果想继续执行的话 在block里面启动RunLoop。
// [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
NSLog(@"1");
// [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
// [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}];
[thread start];
[self performSelector:@selector(test) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}
GNUstep
- GNUstep是GNU计划的项目之一，它将Cocoa的OC库重新开源实现了一遍
- 源码地址：http://www.gnustep.org/resources/downloads.php
- 虽然GNUstep不是苹果官方源码，但还是具有一定的参考价值
队列组的使用
思考：如何用gcd实现以下功能
异步并发执行任务1、任务2
等任务1、任务2都执行完毕后，再回到主线程执行任务3
// 创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("my_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 添加异步任务
dispatch_group_async(group, queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
NSLog(@"任务1-%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
NSLog(@"任务2-%@", [NSThread currentThread]);
}
});
// 等前面的任务执行完毕后，会自动执行这个任务
// dispatch_group_notify(group, queue, ^{
// dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
// }
// });
// });
//也可以直接把主队列放进去
// dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
// }
// });
// 也可以执行完任务1、2 再去执行任务3、4
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
NSLog(@"任务4-%@", [NSThread currentThread]);
}
});
多线程安全隐患
多线程安全隐患示例01-存钱取钱
存钱取钱代码演示
@property (assign, nonatomic) int money;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
[self moneyTest];
}
/**
存钱、取钱演示
*/
- (void)moneyTest
{
self.money = 100;
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
[self saveMoney];
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
[self drawMoney];
}
});
}
/**
存钱
*/
- (void)saveMoney
{
int oldMoney = self.money;
sleep(.2);
oldMoney += 50;
self.money = oldMoney;
NSLog(@"存50，还剩%d元 - %@", oldMoney, [NSThread currentThread]);
}
/**
取钱
*/
- (void)drawMoney
{
int oldMoney = self.money;
sleep(.2);
oldMoney -= 20;
self.money = oldMoney;
NSLog(@"取20，还剩%d元 - %@", oldMoney, [NSThread currentThread]);
}
多线程安全隐患示例02-卖票
卖票代码演示
/**
卖1张票
*/
@property (assign, nonatomic) int ticketsCount;
- (void)saleTicket
{
int oldTicketsCount = self.ticketsCount;
sleep(.2);
oldTicketsCount--;
self.ticketsCount = oldTicketsCount;
NSLog(@"还剩%d张票 - %@", oldTicketsCount, [NSThread currentThread]);
}
/**
卖票演示
*/
- (void)ticketTest
{
self.ticketsCount = 15;
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
[self saleTicket];
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
[self saleTicket];
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
[self saleTicket];
}
});
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self ticketTest];
}
多线程安全隐患分析
多线程安全隐患解决方案
iOS 中的线程同步方案
- OSSpinLock
- os_unfair_lock
- pthread_mutex
- dispatch_semaphore
- dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
- NSLock
- NSRecursiveLock
- NSCondition
- NSConditionLock
- @synchronized
OSSpinLock
os_unfair_lock
pthread_mutex 普通锁
pthread_mutex--递归锁
递归锁：允许同一个线程对一把锁进行重复加锁
pthread_mutex--条件锁
NSLock、NSRecursiveLock
NSCodition
NSConditionLock
dispatch_queue
dispatch_semaphore
@synchronized
所有示例代码Demo
iOS线程同步方案性能比较
GCD、OperationQueue 对比
GCD的核心概念：将 任务(block) 添加到队列，并且指定执行任务的函数。
NSOperation 的核心概念：把 操作(异步) 添加到 队列。
区别
GCD：
将任务（block）添加到队列(串行/并发/主队列)，并且指定任务执行的函数(同步/异步)
GCD是底层的C语言构成的API
iOS 4.0 推出的，针对多核处理器的并发技术
在队列中执行的是由 block 构成的任务，这是一个轻量级的数据结构
要停止已经加入 queue 的 block 需要写复杂的代码
需要通过 Barrier（dispatch_barrier_async）或者同步任务设置任务之间的依赖关系
只能设置队列的优先级
高级功能： dispatch_once_t（一次性执行, 多线程安全）； dispatch_after（延迟）； dispatch_group（调度组）； dispatch_semaphore（信号量）； dispatch_apply（优化顺序不敏感大体量for循环）；
OperationQueue：
OC 框架，更加面向对象，是对 GCD 的封装。
iOS 2.0 推出的，苹果推出 GCD 之后，对 NSOperation 的底层进行了全部重写。
可以设置队列中每一个操作的 QOS（） 队列的整体 QOS
操作相关 Operation作为一个对象，为我们提供了更多的选择： 任务依赖（addDependency），可以跨队列设置操作的依赖关系； 在队列中的优先级（queuePriority） 服务质量（qualityOfService, iOS8+）; 完成回调（void (^completionBlock)(void）
队列相关 服务质量（qualityOfService, iOS8+）; 最大并发操作数（maxConcurrentOperationCount），GCD 不易实现; 暂停/继续（suspended）； 取消所有操作（cancelAllOperations）； KVO 监听队列任务执行进度（progress, iOS13+）；
自旋锁跟互斥锁比较
atomic
/*
nonatomic和atomic
atom：原子，不可再分割的单位
atomic：原子性
给属性加上atomic修饰，可以保证属性的setter和getter都是原子性操作，也就是保证setter和gette内部是线程同步的
atomic跟nonatomic 在取值跟设值的时候不同，atomic取值设值会加锁(自旋锁)
atomic经常在Mac使用，太耗内存
*/
iOS中的读写安全方案
pthread_rwlock：读写锁
dispatch_barrier_async：异步栅栏调用
