iOS多线程开发

在iOS开发过程中还是在面试的时候,多线程问题是不可避免的。开发过程中,使用多线程可以提高性能,用户体验更好,这是在你会用,而且用好的的情况下才能达到相应的效果,否则就会出现相反的结果;在面试中,经常问到,什么是进程,什么是线程,他们之间的区别,开辟线程有几种方法,优缺点,线程之间是怎么通信的等等,问的一头雾水,接下来我给大家把这些问题一一解答,看完之后你会觉得,麻麻再也不用担心我的面试啦!

1.进程

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序(或开辟的一块空间),进程是不做任务的,只有开辟了线程才能做任务的;

例如:我们电脑同时打开网易云音乐和Xcode,那么系统就会分别启动两个进程;

2.线程

一个进程要想执行任务,必须要有进程(每1个进程至少要有1个 线程);

线程是进程的基本执行单元,一个进程的所有任务都在线程中执行;

线程和进程的联系如下图:

3.线程的串行

一个线程中任务的执行是串行的,如果一个线程要执行多个任务,那么这些任务只能以一个一个地按顺序执行这些任务;

4.主线程

一个iOS程序运行后,默认会开启一条线程,成为主线程,或UI线程;

作用:

显示\刷新UI界面;

处理UI事件(例点击事件、滚动事件、拖拽事件等);

注意:

不要将比较耗时的操作放到主线程中(例:下载1G的视频,这个时候卡主界面);

耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种“卡”的坏体验;

解决耗时操作:在非主线程(子线程)执行耗时操作;

5.多线程

概念:

一个进程可以开启多条线程,每条线程可以并行执行不同的任务,多线程技术可以提高程序的执行效率;

注:并行执行:是指可以同时执行,比如任务A和任务B,在执行的时候A和B同时执行;

原理:

同一时间,CPU只能处理一条线程,只有一条线程在工作(执行);

多线程并发执行,其实是CPU快速地在多条线程之间调度(切换);

如果CUP调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象;

注意:如果CPU开辟N条线程,会怎样呢?

CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源,建议最多5条;

每条线程被跳读执行的频次会减低,反而降低了执行效率;

多线程的优点:

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);

多线程的缺点:

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 ;

线程越多,CPU在调度想成上的开销就越大;

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;

6.实现多线程的方案

pthread:一套通用的多线程API,适用于Unix\Linux等系统,跨平台,可移植,使用难度大,是纯C语言,生命周期需要程序员管理,几乎不用;

NSTread: 使用更加面向对象,简单易用,可直接操作线程对象,OC语言,程序员管理线程生命的周期,偶尔使用;

GCD:旨在替换NSThread等线程技术,充分利用设备的多核,C语言,自动管理线程的生命周期,经常使用;

NSOperation:基于GCD(底层是GCD),比GCD多了一些更简单的使用功能,使用更加面向对象,OC语言,自动管理线程的生命周期,经常使用;

7.多线程安全隐患

一块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源;

当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题;

8.安全隐患解决方法

互斥锁@synchornized(锁对象){需要锁定的代码}

注意:锁定一份代码只用一把锁,用多把锁是无效的;

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;

互斥锁使用条件:多条线程抢夺同一块资源;

线程同步:多条线程在同一条线上执行(按顺序地执行任务);

互斥锁就是达到了线程同步技术;

在这里补充一下,nonatomic和atomic对比,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;iOS开发建议,所有属性声明为nonatomic,尽量避免多线程请多同一块资源,尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理,减小移动客户端的压力;

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