十二:iOS多线程

线程和进程的定义:

线程:

  • 线程时进程的基本执行单元,一个进程的所有任务都在线程中执行
  • 进程要想执行任务,必须的有线程,进程至少要有一条线程
  • 程序启动会默认开启一条线程,这条线程被称为 主线程 或者UI线程

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且受保护的内存空间内。

关联和区别:

  • 不同线程之间共享同一个进程的资源空间
  • 不同进程之间是独立
  • 进程要比线程要健壮,一个线程死了,同一进程之间的线程也都挂了,整个进程就挂了;进程挂了,不影响其他的进程
  • 线程是处理器调度的基本单位,但是进程不是。
  • 线程没有地址空间,线程包含在进程地址空间中

线程与runloop的关系:

  • 线程与runloop是一一对应的,每一条子线程都会对应着一个runloop
  • runloop是用来管理线程的,当线程的runloop被开启时,线程在执行完任务之后会休眠期,直到有新的任务才被唤醒。
  • :runloop在第一次获取时被创建,在线程结束时被销毁。
  • 对于子线程来说,runloop是懒加载的,只有当我们使用的时候才会创建,所以在子线程用定时器要注意确保子线程的runloop被创建,不然定时器不会回调。

多线程的原理:

  • 对于单核CPU来说,多线程的效果实际是一种假象,因为同一时间只能处理一条线程,只是因为cpu的调度足够快,在多个线程中来回地切换执行,才有的多线程一说

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,如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,每一个线程占用512KB
  • 如果开启大量线程,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

线程的生命周期:

新建(创建) --> 就绪(可以执行了,等待CPU进行调度)-->运行(开始执行任务) --> 阻塞(锁、其他条件) --> 死亡(结束)

多线程的四种使用方式

PThread

  • 面向C、适用于不同系统

NSThred

  • 面向对象,可直接操作线程对象

GCD
-多核、方便、操作简单

NSOpreation

  • 基于GCD,面向对象
// *********1: pthread*********
pthread_t threadId = NULL;
//c字符串
char *cString = "HelloCode";
/**
 pthread_create 创建线程
 参数:
 1. pthread_t:要创建线程的结构体指针,通常开发的时候,如果遇到 C 语言的结构体,类型后缀 `_t / Ref` 结尾
 同时不需要 `*`
 2. 线程的属性,nil(空对象 - OC 使用的) / NULL(空地址,0 C 使用的)
 3. 线程要执行的`函数地址`
 void *: 返回类型,表示指向任意对象的指针,和 OC 中的 id 类似
 (*): 函数名
 (void *): 参数类型,void *
 4. 传递给第三个参数(函数)的`参数`
 */
int result = pthread_create(&threadId, NULL, pthreadTest, cString);
if (result == 0) {
    NSLog(@"成功");
} else {
    NSLog(@"失败");
}
    
//*********2、NSThread*********
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadTest) toTarget:self withObject:nil];
    
//*********3、GCD*********
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    [self threadTest];
});
    
//*********4、NSOperation*********
[[[NSOperationQueue alloc] init] addOperationWithBlock:^{
    [self threadTest];
}];

- (void)threadTest{
    NSLog(@"begin");
    NSInteger count = 1000 * 100;
    for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
        // 栈区
        NSInteger num = i;
        // 常量区
        NSString *name = @"zhang";
        // 堆区
        NSString *myName = [NSString stringWithFormat:@"%@ - %zd", name, num];
        NSLog(@"%@", myName);
    }
    NSLog(@"over");
}

void *pthreadTest(void *para){
    // 接 C 语言的字符串
    //    NSLog(@"===> %@ %s", [NSThread currentThread], para);
    // __bridge 将 C 语言的类型桥接到 OC 的类型
    NSString *name = (__bridge NSString *)(para);
    
    NSLog(@"===>%@ %@", [NSThread currentThread], name);
    
    return NULL;
}

线程安全问题:

互斥锁:

  • 在同一时间,保证了只有一条线程执行任务,即保证了相应同步的功能
  • 发现其他线程执行,当前线程 休眠(即就绪状态),进入等待执行挂起。一直等其他线程打开之后,然后唤醒执行

自旋锁:

  • 在同一时间,保证了只有一条线程执行任务,即保证了相应同步的功能

  • 发现其他线程执行,当前线程 一直询问(即一直访问),处于忙等状态,耗费的性能比较高

原子锁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(自旋锁) 单写多读:单个线程写入,多个线程可以读取

  • 线程安全,需要消耗大量的资源

非原子nonatomic:

  • 非原子属性

  • 非线程安全,适合内存小的移动设备

线程间的通信:

  • performSelector

  • 条件
    .....

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