iOS之多線程分析

對于多線程的理解:
多線程: 利用多核處理器的優(yōu)勢荷辕,實現(xiàn)多個操作的并發(fā)執(zhí)行昧甘,使系統(tǒng)資源得到充分利用命黔,提高運行效率呜呐,減少主線程的工作量,將非UI層面的耗時操作放在其他線程中執(zhí)行悍募,使得UI流暢卵史,交互響應(yīng)迅速。
幾個概念:
進(jìn)程:
1搜立、系統(tǒng)中運行的一個應(yīng)用程序
2以躯、進(jìn)程是系統(tǒng)資源分配和調(diào)度的基本單位
3、系統(tǒng)中或許有多個進(jìn)程啄踊,進(jìn)程間相互獨立忧设,有各自的空間,但是共享系統(tǒng)的資源
線程:
1颠通、一個進(jìn)程至少有一個線程址晕,稱為主線程
2、進(jìn)程中的所有任務(wù)都是在線程中執(zhí)行的
3顿锰、進(jìn)程中的多個線程共享進(jìn)程中的資源
多線程:
一個進(jìn)程中開啟多條線程谨垃,每個線程負(fù)責(zé)執(zhí)行一個任務(wù),這樣就提高了運行效率
多線程原理:
1硼控、同一時間刘陶,CPU只能處理一條線程,只能有一個線程工作
2牢撼、多線程的并發(fā)執(zhí)行匙隔,實際上是CPU在多條線程之間來回切換
3、CPU快速的來回切換熏版,就造成了很多線程并發(fā)執(zhí)行的假象
任務(wù):
1纷责、任務(wù)分為同步任務(wù) 和 異步任務(wù)
2、同步任務(wù)不會開啟新的線程撼短,而是在當(dāng)前線程執(zhí)行
3再膳、異步任務(wù)可能會開啟新的線程(當(dāng)前沒有空閑線程的情況下)
隊列:
1、任務(wù)在進(jìn)入線程執(zhí)行之前存放在隊列里等待
2曲横、隊列分為串行隊列 和 并行隊列
3喂柒、串行隊列中的任務(wù),不管同步異步,都是串行執(zhí)行(注意:主隊列不管是同步還是異步任務(wù)胳喷,都不會開啟新線程湃番,創(chuàng)建的串行隊列,添加異步任務(wù)會創(chuàng)建新線程吭露,但是結(jié)果都是串行執(zhí)行)
4吠撮、并行隊列中的任務(wù),根據(jù)同步異步的不同讲竿,決定誰先執(zhí)行泥兰,誰繼續(xù)等待
5、并行隊列同步任務(wù)题禀,會等待主線程空閑后執(zhí)行
6鞋诗、并行隊列異步任務(wù),在主線程不阻塞的情況下迈嘹,在沒有空閑線程的情況下削彬,會創(chuàng)建新的線程執(zhí)行,有空閑線程的情況下就在此空閑線程中執(zhí)行
7秀仲、一個比較特殊的隊列:主隊列融痛,也是串行隊列,主隊列就一個可執(zhí)行任務(wù)的線程就是主線程神僵,UI的操作必須放在主線程()中進(jìn)行雁刷,主線程控制著整個應(yīng)用程序的運行

代碼驗證:以GCD為例

上半部分 :串行隊列

在主隊列(串行隊列)中添加同步任務(wù)

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    for (int i=0; i<5; i++) {
          NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
 });

結(jié)論:系統(tǒng)崩潰,因為在主隊列開啟同步任務(wù)時保礼,主隊列是串行隊列沛励,里面的線程是有順序的,先執(zhí)行完一個線程才執(zhí)行下一個線程炮障。而主隊列始終就只有一個主線程目派,主線程還是無限循環(huán)的,是不會執(zhí)行完畢的铝阐,除非關(guān)閉應(yīng)用程序址貌。
因此在主線程開啟一個同步任務(wù),同步任務(wù)會想搶占執(zhí)行的資源徘键,而主線程任務(wù)一直在執(zhí)行某些操作,不肯放手遍蟋。兩個的優(yōu)先級都很高吹害,最終導(dǎo)致死鎖,阻塞線程了虚青。
在主隊列(串行隊列)中添加異步任務(wù)

    for (int i=-5; i<0; i++) {  //主隊列  主線程阻塞
        NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
  
    //添加一個異步任務(wù) 它呀, 開啟線程
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        for (int i=5; i<10; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        for (int i=10; i<15; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
//打印結(jié)果:
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====-5
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====-4
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====-3
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====-2
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====-1
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====5
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====6
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====7
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====8
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====9
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====10
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====11
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====12
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====13
<NSThread: 0x60000006d480>{number = 1, name = main},====14

結(jié)論:1、串行隊列 順序執(zhí)行 2、主隊列的串行隊列纵穿,即使添加異步任務(wù)也不會開啟子線程
在自定義的串行隊列中添加同步任務(wù)

   dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("chuanxingduilie",  
                                                                                  DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    for (int i=-5; i<0; i++) {  //主隊列 主線程阻塞
        NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
    // 串行隊列 
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        for (int i=0; i<5; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
打印結(jié)果:
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====-5
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====-4
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====-3
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====-2
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====-1
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====0
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====1
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====2
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====3
<NSThread: 0x60000007afc0>{number = 1, name = main},====4

結(jié)論:只要是串行隊列中添加同步任務(wù)下隧,都不會開啟子線程,都是在主線程中執(zhí)行

在自定義的串行隊列中添加異步任務(wù)

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("chuanxingduilie", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    for (int i=-5; i<0; i++) { //主隊列 主線程阻塞
        NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
    //串行隊列  同步任務(wù) 主線程
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        for (int i=0; i<5; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    //串行隊列非主隊列   異步任務(wù) 谓媒, 開啟線程
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        for (int i=5; i<10; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    }); 
    //串行隊列非主隊列   異步任務(wù) 淆院, 開啟線程
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        for (int i=10; i<15; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
打印結(jié)果:
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====-5
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====-4
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====-3
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====-2
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====-1
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====0
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====1
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====2
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====3
<NSThread: 0x60000007da80>{number = 1, name = main},====4
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====5
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====6
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====7
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====8
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====9
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====10
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====11
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====12
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====13
<NSThread: 0x600000269a40>{number = 3, name = (null)},====14

結(jié)論:1、非主隊列串行隊列句惯,添加異步任務(wù)會創(chuàng)建子線程 2土辩、異步任務(wù)也可能不會開啟新的子線程,如果有空閑線程的情況下(如代碼中第二個異步任務(wù))
3抢野、串行隊列任務(wù)都是順序執(zhí)行拷淘,不管是同步任務(wù)還是異步任務(wù)

下半部分:并行隊列

在GCD全局隊列g(shù)lobal隊列(并行隊列)中開啟同步任務(wù)

    for (int i=-5; i<0; i++) { //主隊列 主線程阻塞
        NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
    //添加一個同步任務(wù) , 不開啟線程指孤,在主線程中執(zhí)行启涯,等待主線程空閑后 才執(zhí)行此處
    dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        for (int i=5; i<10; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
打印結(jié)果:
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====-5
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====-4
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====-3
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====-2
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====-1
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====5
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====6
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====7
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====8
<NSThread: 0x60000006a240>{number = 1, name = main},====9

結(jié)論:在并行隊列中,添加同步任務(wù)不會開啟新的線程恃轩,仍是在主線程中執(zhí)行

在GCD全局隊列g(shù)lobal隊列中開啟異步任務(wù)

   for (int i=-5; i<0; i++) { //主隊列 主線程阻塞
        NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
    }
 //開啟子線程逝嚎,與主線程并發(fā)執(zhí)行
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        for (int i=10; i<15; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    //添加一個同步任務(wù) , 不開啟線程
    dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        for (int i=5; i<10; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
打印結(jié)果:
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====-5
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====-4
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====-3
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====-2
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====-1
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====5
<NSThread: 0x600000262740>{number = 3, name = (null)},====10
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====6
<NSThread: 0x600000262740>{number = 3, name = (null)},====11
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====7
<NSThread: 0x600000262740>{number = 3, name = (null)},====12
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====8
<NSThread: 0x600000078ac0>{number = 1, name = main},====9
<NSThread: 0x600000262740>{number = 3, name = (null)},====13
<NSThread: 0x600000262740>{number = 3, name = (null)},====14

結(jié)論: 1详恼、 并行隊列补君,線程可以并發(fā)執(zhí)行 2、并行隊列 添加同步任務(wù)昧互,任務(wù)會排在主線程后面等待主線程空閑

總結(jié):
1挽铁、主隊列是特殊的串行隊列,只有一個主線程敞掘,主線程在阻塞的前提下叽掘,后面所有的并發(fā)還是串行的操作都必須等待主線程空閑

2、不管是什么隊列玖雁,同步任務(wù)絕不會開啟新的線程更扁,只能在主線程后排隊,優(yōu)先級較高,由此看來赫冬,主線程中的任務(wù)不一定來自主隊列浓镜,但主隊列的任務(wù)一定在主線程執(zhí)行

3、異步任務(wù)劲厌,優(yōu)先級低膛薛,在線程中沒有執(zhí)行順序,主要看CPU閑不閑补鼻,在主隊列中即使異步任務(wù)也不會開啟新線程哄啄,但是在其他隊列中會開啟新的線程

NSOperationQueue
NSOperationQueue同樣是多線程實現(xiàn)的主要方式雅任,底層依舊是GCD,只不過本身更加面向?qū)ο?br> 1咨跌、主隊列 [NSOperationQueue mainQueue];
2沪么、自定義隊列 ,不設(shè)置maxConcurrentOperationCount 最大并發(fā)數(shù)的情況下,系統(tǒng)會根據(jù)CPU和資源情況決定隊列的最大并發(fā)數(shù)锌半,如果設(shè)置maxConcurrentOperationCount=1禽车,就說明此隊列是串行隊列,

    NSOperationQueue *serialQueue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    serialQueue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(testInvocation) object:nil];
    [serialQueue addOperation:operation];
    
    [serialQueue addOperationWithBlock:^{
        for (int i=5; i<10; i++) {
            NSLog(@"thread=====%@,====%d",[NSThread currentThread],i);
            
        }
    }];

3拳喻、另外NSOperationQueue的任務(wù)類:NSBlockOperation和NSInvocationOperation都是異步任務(wù)哭当,沒有同步任務(wù),當(dāng)然冗澈,向串行隊列中添加異步任務(wù)钦勘,同樣可是達(dá)到串行的效果

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