线程
一个线程中任务的执行是串行的
同一时间内，一个线程只能执行一个任务
线程是进程中的一条执行路径
多线程
一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
多线程原理
同一时间，CPU只能处理1条线程，只有一条线程在工作（执行）
多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速在多条线程之间调度（切换）
多核CPU是真正意义上的多线程
CPU在多个线程之间调度，会消耗大量的CPU资源
每条线程被调度执行的频次会降低（线程执行效率会降低）
优点：
能适当提高程序的执行效率
缺点：
创建线程是有开销的，iOS下主要成本包括：内核数据结构（大约1KB）、栈空间（子线程512KB、主线程1MB）
也可以使用-setStackSize设置，但必须是4K的倍数，而且最小为16K，创建线程大约需要90毫秒的创建时间
开启大量的线程，会降低程序的性能
线程越多，CPU在调度线程上的开销越大
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
多线程在iOS中的应用
一个iOS程序运行后，默认开启一个线程，称为主线程或UI线程
主线程的作用：
显示、刷新UI界面
处理UI事件（点击、滚动、拖拽事件等）
多线程使用注意：
别将比较耗时的操作放到主线程中，耗时操作会卡住主线程，严重影响UI流畅度
iOS多线程实现方案
- pthread C 通用的多线程API，跨平台，程序员手动管理线程生命周期，使用难度大，iOS中几乎不用
- NSThread OC 面向对象，简单易用，只负责创建，不用管理线程死亡，偶尔使用
- GCD C 替代NSThread等线程技术，可以充分利用设备的多核，线程生命周期自动管理，经常使用
- NSOperation OC 基于GCD（底层是GCD），比GCD多了一些简单实用的功能，更加面向对象，自动管理线程生命周期，经常使用。
pthread
需要引入#import
//创建方法
int pthread_create(pthread_t * __restrict, const pthread_attr_t * __restrict,
void *(*)(void *), void * __restrict);
//使用
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, func, NULL);
void * func(void *param)
{
for (NSInteger i = 0; i<50000; i++) {
NSLog(@"----%zd--%@", i, [NSThread currentThread]);
}
return NULL;
}
NSThread
创建、启动线程
- 方法一
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(func) object:nil];
[thread start];
//线程启动时，就会在线程thread中执行self中的func方法
- 方法二
//创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:(SEL) toTarget:(id) withObject:(id)];
- 方法三
//隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:(SEL) withObject:(id)];
主线程相关用法：
+ (NSThread *)mainThread; //获得主线程
+ (BOOL)isMainThread; //是否为主线程
- (BOOL)isMainThread; //是否为主线程
线程阻塞：
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
线程死亡：
- (void)exit; // 强制退出线程
GCD
会自动利用更多的CPU内核，会自动管理线程的生命周期，不需要写管理线程的代码。定制任务 将任务添加到队列中 GCD会自动将队列中的任务取出，放到线程中去执行，任务的取出遵循FIFO原则。
任务 (是否有开启新线程的能力)
- 同步
在当前线程中执行
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, ^(void)block)
- 异步
可以在新的线程中执行,有开新线程的能力（不是一定会开新线程，比如放在主队列中）
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, ^(void)block)
队列 (影响任务的执行方式)
- 并发 （允许开启多个线程）
// 创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
- 串行
// 创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// DISPATCH_QUEUE_SERIAL 可以传NULL
获取全局并发队列
// 两个参数 优先级 保留参数传0
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
获取全局串行主队列(主队列中的任务都在主线程中执行)
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
不可以在主队列中添加同步任务，因为同步任务立刻会执行，选成死锁
| | 并发队列 | 手动创建的串行队列 | 主队列|
| ------------- |:-------------:| -----:|
| 同步sync |没有开启新线程 串行执行任务|没有开启新线程 串行执行任务|没有开启新线程 串行执行任务|
| 异步async |有开启新线程 并发执行任务|有开启新线程 串行执行任务|没有开启新线程 串行执行任务|
GCD一些方法示例
/** 并发 异步 全局并发队列 */
- (void)GCDTest1 {
/**
@param identifier 优先级
@param flags 保留参数 默认传0
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------1-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------2-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------3-------");
});
}
/** 并发 异步 自定义并发队列 */
- (void)GCDTest2 {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------1-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------2-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------3-------");
});
}
/** 并发 异步 自定义并发队列 围栏函数 */
- (void)GCDTest3 {
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------1-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------2-------");
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"-------围栏函数-------");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"-------3-------");
});
}
/** 利用一次性函数写单列 */
+ (instancetype)GCDTest4 {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_singleton = [[Singleton alloc] init];
});
return _singleton;
}
/** 延迟执行 */
- (void)GCDTest5 {
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"延时2秒打印");
});
}
/** GCD group */
- (void)GCDTest6 {
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"-------1-------");
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"-------2-------");
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"-------3-------");
});
}
多线程的安全隐患
资源共享：
一块资源可能会被多个线程共享，比如多个线程访问同一个对象、对一个变量、同一个文件
解决方法：
互斥锁
@synchronized(锁对象){ //需要锁定的代码 }
不推荐使用，消耗性能
锁定1份代码只能用1把锁，用多把是无效的
线程同步技术
原子和非原子属性
atomic 默认 原子属性 为setter方法加锁
线程安全，需要消耗大量的资源
nonatomic 非原子属性 不会为setter方法加锁
非线程安全，适合内存小的移动设备
建议：
所有属性都声明为nonatomic
尽量避免多线程抢夺同一块资源
尽量加加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器处理，减小移动客户端压力
线程之间的通信
在一个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信
如：
一个线程传递数据给另一个线程
在一个线程中执行完特定任务后，转到另一个线程中继续执行任务
常用方法：
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
NSPort 端口对象 在两个线程之间通信
NSMessagePort
NSMachPort