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进程
- 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
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线程
- 1个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程）
- 1个线程中任务的执行是串行的(
执行完上一个才能执行下一个)
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多线程
- 1个进程中可以开启多条线程，多条线程可以并行（同时）执行不同的任务
- 线程可以并行, 但是每个线程中的任务还是串行
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多线程原理
- 多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换）
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多线程优缺点
- 优点
- 能适当提高程序的执行效率
- 能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
- 缺点
- 线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大
- 如果开启大量的线程，会降低程序的性能
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
- 优点
pthread
- 类型:
C语言中类型的结尾通常 _t/Ref，而且不需要使用 *
/*
参数:
1. 线程代号的地址
2. 线程的属性
3. 调用函数的指针
- void *(*)(void *)
- 返回值 (函数指针)(参数)
- void * 和 OC 中的 id 是等价的
4. 传递给该函数的参数
返回值:
如果是0，表示正确
如果是非0，表示错误码
*/
NSString *str = @"lnj";
pthread_t thid;
int res = pthread_create(&thid, NULL, &demo, (__bridge void *)(str));
if (res == 0) {
NSLog(@"OK");
} else {
NSLog(@"error %d", res);
}
NSThread
- 一个NSThread对象就代表一条线程
- 创建线程的几种方式
- alloc/init
// 1.创建线程
NJThread *thread = [[NJThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"lnj"];
// 设置线程名称
[thread setName:@"xmg"];
// 设置线程的优先级
// 优先级仅仅说明被CPU调用的可能性更大
[thread setThreadPriority:1.0];
// 2.启动线程
[thread start];
- detach/performSelector
- 优点：简单快捷
- 缺点：无法对线程进行更详细的设置
// 1.创建线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"lnj"];
// 1.创建线程
// 注意: Swift中不能使用, 苹果认为这个方法不安全
[self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"lnj"];
- 多线程的安全隐患
- 被锁定的代码同一时刻只能有一个线程执行
@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }
互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点：需要消耗大量的CPU资源-
互斥锁注意点
- 锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的
- 锁定范围越大, 性能越差
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原子和非原子属性
- atomic：线程安全，需要消耗大量的资源
- nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备
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自旋锁 & 互斥锁
- 共同点
都能够保证同一时间，只有一条线程执行锁定范围的代码 - 不同点
- 互斥锁：如果发现有其他线程正在执行锁定的代码，线程会进入"休眠"状态，等待其他线程执行完毕，打开锁之后，线程会被"唤醒"
- 自旋锁：如果发现有其他线程正在执行锁定的代码，线程会"一直等待"锁定代码执行完成！
自旋锁更适合执行非常短的代码！
- 共同点
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线程间通信
- 子线程做耗时操作, 主线程更新数据
[self performSelectorInBackground:@selector(download) withObject:nil];
/*
waitUntilDone是否等待被调用方法执行完成，有可能也会等待调用方法的执行完成！
YES: 等待被调用线程执行完毕再执行后面的代码
NO : 不用等待被调用线程执行完毕就可以执行后面的代码
*/
[self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:[UIImage imageWithData:data] waitUntilDone:YES];
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###GCD
- GCD中有2个核心概念
+ 任务：执行什么操作
+ 队列：用来存放任务
- 执行任务
+ 同步方法: dispatch_sync
+ 异步方法: dispatch_async
+ 同步和异步的区别
* 同步：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：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
- 队列
+ 并发队列
* 可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
* 并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效
+ 串行队列
* 让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
- 注意点
+ 同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
* 同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
* 异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
+ 并发和串行主要影响：任务的执行方式
* 并发：允许多个任务并发（同时）执行
* 串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
- 各种任务队列搭配
+ 同步 + 串行
+ 同步 + 并发
+ 异步 + 串行
+ 异步 + 并发
+ 异步 + 主队列
+ 同步 + 主队列
- GCD线程间通信
```objc
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行耗时的异步操作...
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 回到主线程，执行UI刷新操作
});
});
- GCD其它用法
- 延时执行
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后执行这里的代码...
});
-
一次性代码
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在
程序运行过程中只被执行1次
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});
- 快速迭代
```objc
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
// 执行10次代码，index顺序不确定
});
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barrier
- 在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
不能是全局的并发队列所有的任务都必须在一个队列中
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 队列组
```objc
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});
NSOperation
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NSOperation的作用
- 配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程
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NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤
- 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
- 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
- 系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
- 将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行
NSOperation的子类
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类
使用NSOperation子类的方式有3种
1.NSInvocationOperation
2.NSBlockOperation
3.自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
- 1.NSInvocationOperation
1.创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;2.调用start方法开始执行操作
- (void)start;一旦执行操作，就会调用target的sel方法
注意
- 默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作
- 只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作
- 2.NSBlockOperation
1.创建NSBlockOperation对象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
注意
- 只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1，就会异步执行操作
NSOperationQueue
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NSOperationQueue的作用
- NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
- 如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作
添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
最大并发数
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什么是并发数
- 同时执行的任务数
比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3
最大并发数的相关方法
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
队列的取消、暂停、恢复
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取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;提示：也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作 暂停和恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
- (BOOL)isSuspended;
操作依赖
- NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写
[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
操作的监听
- 可以监听一个操作的执行完毕
- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
自定义NSOperation
- 自定义NSOperation的步骤
重写- (void)main方法，在里面实现想执行的任务
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重写- (void)main方法的注意点:
- 自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
- 经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应
NSOperationQueue和GCD对比
+ GCD
* 并发: 自己创建, 全局
* 串行: 自己创建, 主队列
+ NSOperationQueue
* 主队列: mainQueue
+ 永远在主线程中执行
* 自己创建队列: alloc init
+ 会开启新的线程, 在子线程中执行
+ 如何控制并行和串行
* maxConcurrentOperationCount = -1 ; 并行
* 默认就是并行
* maxConcurrentOperationCount = 1 ; 串行
* maxConcurrentOperationCount = 0 ; 不会执行
+ 使用步骤:
* 和GCD一样
* 1.创建操作(任务)
* 2.将任务添加到队列中
+ 快速添加任务的方法
// 只要利用队列调用addOperationWithBlock:方法, 系统内部会自动封装成一个NSBlockOperation \
然后再添加到队列中
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"3 == %@", [NSThread currentThread]);
}];
- 队列的暂停和恢复以及取消
- 暂停
- self.queue.suspended = YES;
- 注意点:暂停其实是暂停下一个任务, 而不能暂停当前任务
- 恢复
- self.queue.suspended = NO;
- 注意点: 恢复之后会继续执行队列中没有被执行的操作
- 取消
- [self.queue cancelAllOperations];
- 实现原理: 调用所有操作的cancel方法
- 注意点: 取消其实是取消下一个任务, 而不能取消当前任务
- 如果自定义操作中做了很多耗时操作, 苹果建议定期检查是否已经取消了
- 暂停
- (void)main
{
// 耗时操作1
for (int i = 0; i < 10000; i++) { // 500
NSLog(@"%i ==== %@", i, [NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++");
if (self.isCancelled) {
return;
}
// 耗时操作2
for (int i = 0; i < 10000; i++) { // 500
NSLog(@"%i ==== %@", i, [NSThread currentThread]);
}
if (self.isCancelled) {
return;
}
NSLog(@"++++++++++++++++++++++++++++++++++++++");
// 好所操作3
for (int i = 0; i < 10000; i++) { // 500
NSLog(@"%i ==== %@", i, [NSThread currentThread]);
}
}
- 队列之间的依赖
- 在操作添加到队列之前, 利用操作调用addDependency, 就快要添加依赖
- 添加依赖之后, 只有所有依赖的任务都执行完毕, 才会执行当前任务
- 注意点: 不要相互依赖
- 特点: 跨队列依赖(GCD默认是不支持)
// 3.添加依赖
[op5 addDependency:op1];
[op5 addDependency:op2];
[op5 addDependency:op3];
[op5 addDependency:op4];
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操作的监听
- 只需要利用操作调用completionBlock即可
- 只要任务执行完毕, 就会回调completionBlock
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线程间的通信
- 将任务添加到自己创建的队列中
- 再利用mainQueue回到主队列