在iOS开发中,需要用到的多线程技术。

目录：

1、多线程的概念

2、多线程的执行原理

3、多线程的优缺点

4、什么是主线程？

5、iOS中有哪些多线程的技术方案

    5.1pthread的简单使用

    5.2NSThread的简单使用

6、线程的状态

7、多线程操作共享资源的问题

    7、1资源抢夺问题的分析和解决

    7、2什么是互斥锁，互斥锁的原理

8、什么是原子属性？

9、关于互斥锁和原子锁

10、补充

1、多线程的概念

要了解什么是多线程，首先必须知道什么是线程？什么是进程？

• 进程
• • 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
  • 每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用的且受保护的内存空间内
  • 通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程
• 线程
• • 1个进程可以有多个线程组成（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

2、多线程的执行原理

a. （单核CPU）同一时间，cpu只能处理1个线程，只有1个线程在执行任务

b.多线程同时执行：是CPU快速的在多个线程之间的切换

c.cpu调度线程的时间足够快，就造成了多线程的"同时"执行的假象

d. 如果线程数非常多，cpu会在n个线程之间切换，消耗大量的cpu资源

e. 每个线程被调度的次数会降低，线程的执行效率降低

3、多线程的优缺点

 

• 优点
• • 能适当提高程序的执行效率
  • 能适当提高资源的利用率（cpu，内存）
  • 线程上的任务执行完成后，线程会自动销毁
• 缺点
• • 开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一个线程都占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在调用线程上的开销就越大
  • 程序设计更加复杂，比如多线程的数据共享、线程间的通信 

下图为官方文档中的一个截图，需要注意的是，在iOS中主线程的栈空间也是512KB,通过控制台的打印我们也可以很容易得出，这个可能是Xcode文档更新不太及时。

4、什么是主线程？

• 一个程序运行后，默认会开启1个线程，称为“主线程”或“UI线程”
• 主线程一般用来  刷新UI界面 ，处理UI事件（比如：点击、滚动、拖拽等事件）
• 主线程使用注意
• • 别将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的流畅度，给用户一种卡的坏体验

5、iOS中有哪些多线程的技术方案

5.1pthread的简单使用

代码：

    pthread_t shabi;

    // 创建一个子线程

    int result = pthread_create(&shabi, NULL, demo, NULL);

    if (result == 0) {

        NSLog(@"创建成功,%@",[NSThread currentThread]);    

    }

    else{

        NSLog(@"失败");

    }

// 这个方法是子线程执行的

void *demo(void *pram)

{

    NSLog(@"创建成功,%@",[NSThread currentThread]);

    return NULL;

 

}

5.2NSThread的简单使用

• 方式1

    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:selfselector:@selector(demo:) object:nil];

[thread start];

• 方式2

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:selfwithObject:nil];

• 方式3

    [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:nil];

6、线程的状态

6、1控制线程的状态

• 启动线程

- (void)start;

线程进入就绪状态，当线程执行完毕后自动进入死亡状态。

• 暂停（阻塞）线程

+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

线程进入阻塞状态

• 停止线程

+ (void)exit;

线程进入死亡状态

注意：一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务

6、2线程的属性

• 线程名称
• • 设置线程名称可以当线程执行的方法内部出现异常的时候记录 异常和当前线程
• 线程优先级
• • 内核调度算法在决定该运行哪个线程时，会把线程的优先级作为考量因素，较高优先级的线程会比较低优先级的线程具有更多的运行机会。较高优先级不保证你的线程具体执行的时间，只是相比较低优先级的线程，它更有可能被调度器选择执行而已。

7、多线程操作共享资源的问题

•  共享资源
• • 资源 : 一个对象、一个变量、一个文件
  • 共享资源 : 全局的对象,变量,文件.可以被其他对象访问的资源
  • 在多线程的环境下,1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会操作同一块资源
• 当多个线程操作同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题,数据有可能丢失,有可能增加,有可能错乱.

7、1资源抢夺问题的分析和解决

问题分析：

问题解决：

7、2什么是互斥锁，互斥锁的原理

• 互斥锁使用

@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码  }

• 互斥锁
• • 能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题

• 相关专业术语：线程同步
• • 线程同步的意思是：多条线程按顺序地执行任务
  • 互斥锁，就是使用了线程同步技术

• 互斥锁原理
• 每一个对象(NSObject)内部都有一个锁(变量)，当有线程要进入synchronized到代码块中会先检查对象的锁是打开还是关闭状态，默认锁是打开状态(1)，如果是线程执行到代码块内部 会先上锁(0)。如果锁被关闭，再有线程要执行代码块就先等待，直到锁打开才可以进入。

线程执行到synchronized

i. 检查锁状态 如果是开锁状态(1)转到ii  如果上锁(0)转到v

ii. 上锁(0)

iii. 执行代码块

iv. 执行完毕 开锁(1)

v.   线程等待(就绪状态)

加锁后程序执行的效率比不加锁的时候要低，因为要线程要等待锁，但是锁保证了多个线程同时操作全局变量的安全性

8、什么是原子属性？

• 属性中的修饰符
• • nonatomic 非原子属性
  • atomic   原子属性(线程安全)，针对多线程设计的，默认值

保证同一时间只有一个线程能够写入(但是同一个时间多个线程都可以取值)

单写多读：单个线程写入，多个线程可以读取

atomic  本身就有一把锁(自旋锁)

• 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开发的建议
• • 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

9、关于互斥锁和原子锁

• 互斥锁
• • 如果发现其他线程正在执行锁定代码,线程会进入休眠(就绪状态),等其它线程时间片到打开锁后,线程会被唤醒(执行) 
• 自旋锁
• • 如果发现有其它线程正在锁定代码,线程会用死循环的方式,一直等待锁定的代码执行完成 自旋锁更适合执行不耗时的代码 

10、补充

• 线程安全
• • 多个线程同时操作共享资源是不安全的,多个线程同时操作一个全局变量
  • 线程安全:在多个线程进行读写操作时,仍然能够保证数据的正确 
• 主线程（UI线程）
• • 几乎所有UIKit类库提供的类都是线程不安全的，所有更新UI的操作都在主线程上执行
  • 所有包含NSMutable的类都是线程不安全的