iOS面试相关part1--多线程网络

1. 进程和线程

概念

• 线程是CPU调用(执行任务)的最小单位。
• 进程是CPU分配资源和调度的单位。

关系

• 一个程序可以对应多个进程，一个进程中可以有多个线程，但至少要有一个线程。（程序>进程>线程）
• 同一个进程内的线程共享进程的资源。
• 例如：工厂->程序、 车间->进程 、 工人->线程

联系

• 线程是进程的基本单位
• 线程和进程是程序运行的基本的单位，由OS（操作系统）产生，实现系统对应用程序的并发性

区别

• 有不同的操作系统管理方式
  • 进程：独立的地址空间；若一进程崩溃不会影响其他进程（保护模式）
  • 线程：无独立的地址空间；拥有自己的堆栈和局部变量；若一线程崩溃会影响所在进程崩溃（非保护模式）
  • 小结：
    • 多进程比多线程更具健壮性，但是多进程在快速切换进程时更耗费资源 效率低
    • 多线程优点:
      ①能适当提高程序的执行效率
      ②能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
    • 多线程缺点：
      ①开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能。
      ②线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
      ③程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享

2. 多线程

iOS中的多线程

• 主线程（UI线程、编号为1的线程）
• 作用
  • 刷新界面、显示界面
  • 处理UI事件
• 注意：禁止耗时操作

多线程原理

• 同一时间 单CPU只能1条线程工作
• 线程不是越多越好,CPU需要上下文存储线程的信息,才能便于切换
• 开发中,最多3~5条线程
• eg：加载图片的时候，一定要在子线程完成（异步并行，推荐框架SDWebImage）

3. 多线程的实现

pthread

• 特点
  （1）一套通用的多线程API
  （2）适用于Unix\Linux\Windows等系统
  （3）跨平台\可移植
  （4）使用难度大
  （5）语言：C语言
  （6）使用频率：几乎不用
  （7）生命周期：由程序员管理

NSThread

• 特点
  （1）使用更加面向对象
  （2）简单易用，可直接操作线程对象
  （3）语言：OC语言
  （4）使用频率：偶尔
  （5）生命周期：由程序员管理

GCD

• 特点
  （1）旨在替代NSThread等线程技术
  （2）充分利用设备的多核（自动）
  （3）语言：C语言
  （4）使用频率：经常使用
  （5）生命周期：自动管理

NSOperation

• 特点
  （1）基于GCD（底层是GCD）
  （2）充分利用设备的多核（自动）
  （3）语言：C语言
  （4）使用频率：经常使用
  （5）生命周期：自动管理

4. NSThread线程的状态

• 新建-就绪-运行-阻塞-死亡
• 切换条件：
  • ①线程创建后（[NSThread alloc]initwithTarget....），便处于新建状态，内存会给该线程对象分配资源
  • ②开启线程（[thread start]），线程被放入可调度池，处于就绪状态 --- 新建->就绪
  • ③CPU调度线程时，线程变成运行状态，当该线程的时间片过完(执行其他线程)，线程又会变成就绪状态 --- 就绪<->运行
  • ④等待同步锁的线程或执行了[thread sleep]，线程会移出可调度池，变成阻塞状态，无法工作 --- 运行->阻塞
  • ⑤获得同步锁的线程或执行完sleep方法时，线程对象又会被移动到可调度池，变成就绪状态 --- 阻塞->就绪
  • ⑥任务完成或者异常退出时，线程的资源会被回收，进入死亡状态，不能再变成其他状态，为终结态

5. 线程安全

• 产生原因（加锁条件）：多条线程访问同一个资源。eg：卖票系统
• 解决方法：加互斥锁（术语：线程同步）
• 代码：@synchronized （需加锁对象）： 给代码加一个同步锁

原子属性	非原子属性
atomic （默认）	nonatomic
会为属性setter方法加锁	不会为属性setter方法加锁
安全	不安全
消耗性能，适合内存大的设备	适合内存小的设备

• 推荐
  • 1.属性都设为非原子属性 -- 需要加锁的地方很少
  • 2.客户端负责UI和数据,尽量避免安全问题

6. 线程通信

NSThread

    第一种方式
  //    [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    第二种方式
  //    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    第三种方式
        [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];

• 子线程下载,主线程显示 -- 实现通信 -- 第三个参数,是否等待这个方法结束才继续执行后面代码
• performSelectorOnMainThread
• performSelectorOnThread -- 可以直接作用在NSObject上 -- 方法直接用对象的setter方法
• Q1：网络图片处理问题中怎么解决一个相同的网络地址重复请求问题？
  • 利用字典（图片地址（url）为 key，下载操作(download)为 value）

7. GCD

1）GCD的全称是Grand Central Dispatch，是iOS开发中一门用来实现多线程编程的技术
2）GCD本身是纯C语言的，但内部提供了非常多强大的函数
3）GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案，并且自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
4）GCD会自动管理线程的生命周期（比如创建线程、调度任务、销毁线程等等都不需要程序员关系）
5）使用GCD实现多线程编程只需要两个步骤，先封装好要执行的任务（代码块），然后把任务添加到对应的队列中即可

• GCD基本知识
  1） 两个核心概念-队列和任务
  2） 同步函数和异步函数

• GCD基本使用【重点】

  • 1 异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务
  • 2 异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务
  • 3 同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务
  • 4 同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务
  • 5 异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务
  • 6 同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）
  • 7 注意同步函数sync和异步函数async在执行顺序上面的差异