ios 多线程原理

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中。

线程的定义

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,进程想要执行任务,必须得有线程,进程至少要有一条线程,程序启动会默认开启一条线程,这条线程被称为主线程或UI线程。

线程的生命周期

线程的生命周期可分为五个阶段:新建、就绪、调用、阻塞、死亡

线程的生命周期.png

线程和进程的关系

  • 地址空间:同一进程的线程共享本进程的地址空间,而进程之间则是独立的地址空间。
  • 资源拥有:同一进程内的吸纳成共享本进程的资源如内存I/OCPU等,但是进程之间的资源是独立的。
  • 一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个进程崩溃整个进程都死掉,所以多进程要比多线程健壮。
  • 进程切换时,小号的资源大,效率高。所以涉及到频繁的切换时,使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程不能用进程。
  • 执行过程:每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是吸纳成不能独立执行,必须已存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。
  • 线程是处理器调度的基本单位,但是进程不是。

多线程

线程就像火车的一节车厢,进程则是火车。车厢(线程)离开火车(进程)是无法跑动的,而火车(进程)至少有一节车厢(主线程)。多线程可以看做多个车厢,它的出现是为了提高效率。

实现原理

在同一时刻,一个CPU只能处理1条线程,但CPU可以在多条线程之间快速的切换,只要切换的足够快,就造成了多线程一同执行的假象。

缺点和优点
  • 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在调用线程上的开销就越大
    • 程序设计更加复杂,比如线程间的通讯,多线程的数据共享
多线程必知
1、线程成本

由苹果官方文档-线程编程指南可知:

线程成本.png

2、多线程技术方案
多线程技术方案.png
3、线程和Runloop的关系
  • runloop与线程是一一对应的,一个runloop对应一个核心的线程,为什么说是核心的?因为runloop是可以嵌套的,但是核心的只能有一个,他们的关系保存在一个全局的字典里。
  • runloop是来管理线程的,当线程的runloop被开启后,线程会在执行完任务后进入休眠状态,有了任务就会被唤醒去执行任务。
  • runloop在第一次获取时被创建,在线程结束时被销毁。
  • 对于主线程来说,runloop在程序一启动就默认创建好了。
  • 对于子线程来说,runloop是懒加载的,只有当我们使用的时候才会创建,所以在子线程用定时器要注意:确保子线程的runloop被创建,不然定时器不会回调
4、atomicnonatomic的区别
  • nonatomic非院子属性
  • atomic原子属性(线程安全)。针对多线程设计的,默认值
    • 保证统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)
    • atomic本身就有一把锁(自旋锁)
  • 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
  • 尽量加锁,资源抢夺的业务逻辑缴费服务端处理,减小移动客户端的压力

线程池

1、线程池的七大参数
线程池七大参数.png
2、线程池的执行过程
线程池执行流程.png
  • 饱和策略
    • AbortPolicy 直接抛出RejectedExecutionExeception 异常来阻止系统正常运行
    • CallerRunsPolicy将任务回退到调用者
    • DisOldestPolicy丢掉等待最久的任务‘
    • DisCardPolicy直接丢弃任务

这四种拒绝策略均实现的RejectedExecutionHandler接口。

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