目录
- 1.多线程的基本概念
- 2.iOS多线程方案
- 3.GCD
- 1.两个易混淆的概念
- 2.主队列
- 3.栅栏和调度组
- 4.线程同步
- 1.线程同步方案
- 2.性能比较
一、多线程的基本概念
临界资源：一次只允许一个进程使用的资源。
临界区：使用临界资源的代码。
并发：在一个时间段中同时有多个程序在运行；计算机只是在用不断切换进程来模拟。
互斥：多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区。
同步：多个进程之间按照一定的顺序先后执行。
二、iOS多线程方案
Q：GCD和NSOperation的区别？
相对于GCD，使用NSOperation及NSOperationQueue的好处如下：
- 使用“操作”（NSOperation）可以实现复杂的操作，并且可以重用操作；
- 可以指定操作的优先级、指定操作间的依赖关系、取消某个操作、KVO监控操作的属性；
- 设置最大并发数。
三、GCD
1. 两个易混淆的概念
（1）队列：决定任务执行顺序
- 串行队列：多个任务按添加的顺序执行。
- 并发队列：可以让多个任务并发（同时）执行，并发只有在异步的时候才有效。
（2）任务的执行
-
同步（sync）：
- 同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的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（async）：
- 异步添加任务到指定的队列中，它不会做任何等待，可以继续执行任务。
- 可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。
同步和异步两者的主要区别是：是否等待队列的任务执行结束，以及是否具备开启新线程的能力。
各种队列的执行效果：
Q1：下面程序的执行结果
// 串行队列
void test1(){
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1"); // 主线程
dispatch_async(serialQueue, ^{
NSLog(@"2"); // 子线程
});
NSLog(@"3"); // 主线程
dispatch_sync(serialQueue, ^{
NSLog(@"4"); // 主线程
});
NSLog(@"5"); // 主线程
}
2、3顺序不确定，其他相对顺序一致；因为2会开启子线程，可能会和3并发执行。
// 并行队列
void test2(){
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1"); // 主线程
dispatch_async(concurrentQueue, ^{
NSLog(@"2"); // 子线程
});
NSLog(@"3"); // 主线程
dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
NSLog(@"4"); // 主线程
});
NSLog(@"5"); // 主线程
}
2、3不确定。其他相对顺序一致。
2.主队列
主队列比较特殊：所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行。
- 主队列+同步：会发生死锁。
同步添加的任务会等待前面的任务完成。但是“前面的任务”就是当前的demo1函数。因此陷入循环等待。
- (void) demo1{
NSLog(@"1");
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"2");});
NSLog(@"3");
}
- 主队列+异步：正常运行，结果为132。因为异步不需要等待前面的任务。
- (void) demo2{
NSLog(@"1");
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"2"); });
NSLog(@"3");
}
Q：下面程序的执行结果
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dan.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_sync(queue, ^{
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"current thread = %@", [NSThread currentThread]);
});
});
}
会发生死锁。只要将两个sync中任意一个改为async就可以解除死锁。
3.栅栏和调度组
- 栅栏
当并发队列发现接下来要处理的是栅栏块，会等待当前所有任务运行完，才会单独执行这个栅栏块。待栅栏块执行完，再按正常方式继续向下处理。（不能用于全局并发并发队列）
dispatch_async(queue, blk0_for_reading);
dispatch_async(queue, blk1_for_reading);
dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writeing);
dispatch_async(queue, blk1_for_reading);
dispatch_async(queue, blk1_for_reading);
- 调度组：把多个任务分组，以便在这些任务执行结束后进行处理。
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk0");});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk1");});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk2");});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{NSLog(@"done");});
四、线程同步
4.1 线程同步方案
1.同步串行队列
2.信号量（dispatch_semaphore）
设置信号量数量用来控制线程并发访问的最大数量；如果是1的话，就是二元信号量，就是简单的互斥了。
3.锁机制
自旋锁：自旋锁，do while 忙等。如OSSpinLock（已不安全，会有优先级反转问题）
互斥锁：等待锁的进程处于休眠。如：os_unfair_lock、NSLock。
递归锁：允许一个线程重复加锁。如：NSRecursiveLock、同步块@synchronized
条件锁：如：NSCondition、NSConditionLock（对NSCondition的进一步封装）
这些锁本质上都是对pthread中
mutex函数和条件变量函数的封装。
pthread 表示 POSIX thread，是 POSIX 标准的 unix 多线程库，定义了一组跨平台的线程相关的API。
4.2 性能比较
对以上各个锁进行1000000此的加锁解锁的空操作时间如下：
OSSpinLock: 46.15 ms
dispatch_semaphore: 56.50 ms
pthread_mutex: 178.28 ms
NSCondition: 193.38 ms
NSLock: 175.02 ms
pthread_mutex(recursive): 172.56 ms
NSRecursiveLock: 157.44 ms
NSConditionLock: 490.04 ms
@synchronized: 371.17 ms
总的来说：
OSSpinLock和dispatch_semaphore的效率远远高于其他。鉴于OSSpinLock的不安全，所以我们在开发中如果考虑性能的话，建议使用dispatch_semaphore。
@synchronized和NSConditionLock效率较差。如果不考虑性能，只是图个方便的话，那就使用@synchronized。
Q：iOS有哪些线程同步机制？
iOS线程同步的方案有：
- 1.同步串行队列
- 2.GCD的信号量
- 3.锁机制：自旋锁、互斥锁、递归锁、条件锁。
性能来说，信号量性能比较好，性能最差的是@synchronized。
