多線程的那些事兒

進(jìn)程

  • 進(jìn)程是指系統(tǒng)中正在運行的一個應(yīng)用程序
  • 每個進(jìn)程之間是獨立的押框,每個進(jìn)程均運行在其專用且受保護的內(nèi)存空間內(nèi)

線程

  • 1個進(jìn)程想要執(zhí)行任務(wù)圈纺,必須有線程(每一個進(jìn)程至少要有1條線程
  • 一個進(jìn)程的所有任務(wù)都是在線程中執(zhí)行

線程的串行

1個線程中任務(wù)的執(zhí)行時串行的

  • 如果要在1個線程中執(zhí)行多個任務(wù)兰伤,那么只能一個一個地按順序執(zhí)行這些任務(wù)
  • 在同一時間內(nèi),1個線程只能執(zhí)行1個任務(wù)

多線程

什么是多線程

  • 1個進(jìn)程中可以開啟多條線程捻激,每條線程可以并行同時)執(zhí)行不同的任務(wù)
  • 進(jìn)程 -> 工廠制轰,線程 -> 工人
  • 多線程技術(shù)可以提高程序的執(zhí)行效率

多線程的原理

  • 同一時間,CPU只能處理1條線程胞谭,只有1條線程在工作(執(zhí)行)
  • 多線程并發(fā)(同時)執(zhí)行垃杖,其實是CPU快速地在多條線程之間調(diào)度(切換)
  • 如果CPU調(diào)度線程的時間足夠快,就造成了多線程并發(fā)執(zhí)行的假象

線程開啟非常非常多丈屹,會發(fā)生什么情況调俘?
1伶棒、CPU會在N多線程之間調(diào)度,CPU會累死彩库,消耗大量的CPU資源
2肤无、每條線程被調(diào)度執(zhí)行的頻次會降低(線程的執(zhí)行效率降低)

多線程的優(yōu)缺點

  • 優(yōu)點
    • 能適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率
    • 能適當(dāng)提高資源利用率(CPU、內(nèi)存利用率)
  • 缺點
    • 創(chuàng)建線程是有開銷的骇钦,創(chuàng)建線程大約需要90毫秒的創(chuàng)建時間
    • 如果開啟大量的線程宛渐,會降低程序的性能
    • 程序設(shè)計更加復(fù)雜:比如線程之間的通信、多線程的數(shù)據(jù)共享

多線程在iOS開發(fā)中的應(yīng)用

什么是主線程

  • 一個iOS程序運行后眯搭,默認(rèn)會開啟1條線程窥翩,稱為“主線程”或“UI線程

主線程的主要作用

  • 顯示、刷新UI界面
  • 處理UI事件(點擊事件鳞仙、滾動事件寇蚊、拖拽事件等)

主線程的使用注意

  • 別將比較耗時的操作放到主線程中
  • 耗時操作會卡住主線程,嚴(yán)重影響UI的流暢度繁扎,給用戶一種“卡”的壞體驗

iOS多線程實現(xiàn)方案

iOS多線程實現(xiàn)方案

多線程的安全隱患

資源共享

  • 1塊資源可能會被多個線程共享幔荒,也就是多個線程可能會訪問同一塊資源
  • 當(dāng)多個線程訪問同一塊資源時,很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯亂數(shù)據(jù)安全問題

原子和非原子屬性

OC在定義屬性時有nonatomic和atomic兩種選擇

  • atomic:原子屬性梳玫,為setter方法加鎖(默認(rèn)就是atomic)
  • nonatomic:非原子屬性,不會為setter方法加鎖

nonatomic和atomic對比

  • atomic:線程安全右犹,需要消耗大量的資源
  • nonatomic:非線程安全提澎,適合內(nèi)存小的移動設(shè)備

iOS開發(fā)建議

  • 所有屬性都聲明為nonatomic
  • 盡量避免多線程搶奪同一塊資源
  • 盡量將加鎖、資源搶奪的業(yè)務(wù)邏輯交給服務(wù)器端處理念链,減小移動客戶端的壓力

線程間通信

什么叫做線程間通信

  • 在1個進(jìn)程中盼忌,線程往往不是孤立存在的,多個線程之間需要經(jīng)常進(jìn)行通信

線程間通信的體現(xiàn)

  • 1個線程傳遞數(shù)據(jù)給另1個線程
  • 在1個線程中執(zhí)行完特定任務(wù)后掂墓,轉(zhuǎn)到另1個線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)

GCD

全稱是Grand Central Dispatch谦纱,牛逼的中樞調(diào)度器

  • 純C語言,提供了非常多強大的函數(shù)

GCD的優(yōu)勢

  • GCD是蘋果公司為多核并行運算提出的解決方案
  • GCD會自動利用更多的CPU內(nèi)核(比如雙核君编、四核)
  • GCD會自動管理線程的生命周期(創(chuàng)建線程跨嘉、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程)
  • 程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)行什么任務(wù)吃嘿,不需要編寫任何線程管理代碼

任務(wù)和隊列

GCD中有2個核心概念

  • 任務(wù):執(zhí)行什么操作
  • 隊列:用來存放任務(wù)

GCD的使用就2個步驟

  • 定制任務(wù)
    • 確定想做的事情
  • 將任務(wù)添加到隊列中
    • GCD會自動將隊列中的任務(wù)取出祠乃,放到對應(yīng)的線程中執(zhí)行
    • 任務(wù)的取出遵循隊列的FIFO原則:先進(jìn)先出,后進(jìn)后出

執(zhí)行任務(wù)

  • GCD中有2個用來執(zhí)行任務(wù)的常用函數(shù)
// 用同步的方式執(zhí)行任務(wù)
// queue:隊列
// block:任務(wù)
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

// 用異步的方式執(zhí)行任務(wù)
// queue:隊列
// block:任務(wù)
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  • 同步和異步的區(qū)別
    • 同步:只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)兑燥,不具備開啟新線程的能力
    • 異步:可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)亮瓷,具備開啟新線程的能力

隊列的類型

GCD的隊列可以分為2大類型

  • 并發(fā)隊列(Concurrent Dispatch Queue)
    • 可以讓多個任務(wù)并發(fā)同時)執(zhí)行(自動開啟多個線程同時執(zhí)行任務(wù))
    • 并發(fā)功能只有在異步(dispatch_async)函數(shù)下才有效
  • 串行隊列(Serial Dispatch Queue)
    • 讓任務(wù)一個接著一個地執(zhí)行(一個任務(wù)執(zhí)行完畢后,在執(zhí)行下一個任務(wù))

容易混淆的術(shù)語

有4個術(shù)語比較容易混淆:同步降瞳、異步嘱支、并發(fā)串行

  • 同步和異步主要影響:能不能開啟新的線程

    • 同步:只是在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不具備開啟新線程的能力
    • 異步:可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)除师,具備開啟新線程的能力
  • 并發(fā)和串行主要影響:任務(wù)的執(zhí)行方式

    • 并發(fā):允許多個任務(wù)并發(fā)(同時)執(zhí)行
    • 串行:一個任務(wù)執(zhí)行完畢后沛膳,在執(zhí)行下一個任務(wù)
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