iOS多线程进阶(上)

简介: iOS多线程进阶

.一.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且受保护的内存空间内
  • 比如同时打开迅雷、Xcode,系统就会分别启动2个进程


image.png


二.线程


  • 1.什么是线程?
    答: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),一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行
  • 比如使用酷狗播放音乐、使用迅雷下载电影,都需要在线程中执行


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  • 2.线程的串行


  • <1>.1个线程中任务的执行是串行的,如果要在1个线程中执行多个任务,那么只能一个一个地按顺序执行这些任务,也就是说,在同一时间内,1个线程只能执行1个任务


  • <2>.比如在1个线程中下载3个文件(分别是文件A、文件B、文件C)


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  • 3.多线程


  • <1>什么是多线程?
    答:1个进程中可以开启多条线程,每条线程可以并行(同时)执行不同的任务,多线程技术可以提高程序的执行效率.


  • 比如下载文件:可以同时下载


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  • <2>.多线程的原理


多线程的原理
(1).同一时间,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行)
(2).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)
(3).如果CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象
  • 问题:如果线程非常非常多,会发生什么情况?


答:1.CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源,2.每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)


  • <3>.多线程的优缺点


  • 多线程的优点:1.能适当提高程序的执行效率,2.能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)
    多线程的缺点:1.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,而且最小是16K),创建线程大约需要90毫秒的创建时间,2.如果开启大量的线程,会降低程序的性能,3.线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大,4.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


三.多线程在iOS开发中的应用



  • (1).主线程
  • 1.什么是主线程?
    答:一个iOS程序运行后,默认会开启1条线程,称为“主线程”或“UI线程”
  • 2.主线程的主要作用
  • 显示\刷新UI界面
  • 处理UI事件(比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等)
  • 3.主线程的使用注意
  • 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的流畅度,给用户一种“卡”的坏体验
  • 4.如果将耗时操作放在主线程:主线程的的UI无法更新,按钮不可用,必须等耗时操作完成才有反应


image.png


耗时操作demo 密码: qugm

  • 5.如果将耗时操作放在子线程(后台线程、非主线程)


image.png


四.iOS中多线程的实现方案


image.png


五.对多线程开辟的详细介绍



  • 1.pthread的详细介绍
  • 1.导入: #import <pthread.h>
  • 2.开辟子线程(调用的是一个函数)


pthread_t thread;
/*
   pthread 属于POSIX 多线程开发框架
   参数
   1:指向线程的指针
   2:线程属性
   3:指向函数的指针
   4:传递给函数的参数
   返回值:特别在C语言框架,非常常见
   如果是0,表示正确 noErr
   如果是非0,表示错误代码
   void * (*)     (void *)
   void * demo    (void  *param)
   返回值  函数指针   参数
   void * 等价于 OC id
*/
NSString *str = @"我是参数";
int result = pthread_create(&thread, NULL, &run,(__bridge void *)(@"我是参数"));
if (result == 1) {
     // 可以把1 换为 noErr
     NSLog(@"OK");
}else{
     NSLog(@"error: %d",result);
}
  • 3.调用子线程
void *run(void *param)
{
        for (NSInteger i = 0; i<50000; i++)
       {
         NSLog(@"-----buttonClick-----%zd",i);
       }
       return NULL;
 }
  • 2.NSThread
  • (1).一个NSThread对象就代表一条线程(这种创建方式可以拿到线程的对象以及可以对线程设置名字,以及获取主线程)子线程执行完任务就自动死亡


创建、启动线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
//线程一启动,就会在线程thread中执行self的run方法
  • (2).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
  • (3).其他用法
  • <1>获得当前线程


NSThread *current = [NSThread currentThread];
  • <2>.线程的属性:名字(name)(在项目开发中,可以根据这个来查找崩溃原因)
- (void)setName:(NSString*)n;
-(NSString *)name;
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
thread. name = @"JK";
[thread start];
  • <3>.线程的属性:优先级(threadPriority)


/*
    优先级别:0.0 - 1.0;0.5
    0.0:最低
    1.0:最高
    只是保证CPU的调度的可能性;
    多线程目的:将耗时操作放在后台执行
    建议:不要在开发过程,修改优先级
  */
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
thread. threadPriority = 1;
[thread start];
  • (4).其他创建线程方式
  • <1>.创建线程后自动启动线程


[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
  • <2>.隐式创建并启动线程(其实也就是在后台创建子线程)


[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
  • 上述2种创建线程方式的优缺点


  • 优点:简单快捷


  • 缺点:无法对线程进行更详细的设置


NSThread的code  密码: gsq4


  • (5).线程的状态


image.png


  • (6).控制线程状态
  • <1>.启动线程


-(void)start;
  • 进入就绪状态 -> 运行状态。当线程任务执行完毕,自动进入死亡状态
  • <2>.阻塞(暂停)线程


+(void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;// 进入阻塞状态
+(void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;// 进入阻塞状态
  • <3>.强制停止线程


+(void)exit; //进入死亡状态  例如:  [NSThread exit];//线程强制退出


注意:一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务,必须开辟新的线程


  • (7).多线程的安全隐患:资源共享
    <1>.1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
    <2>. 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
    <3>.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


第一个例子: 银行取钱


image.png

第二个例子: 售票


image.png


image.png

<4>.安全隐患解决– 互斥锁 : 加锁是消耗资源的


image.png

(1).互斥锁使用格式


image.png


  • (2).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


  • (3).互斥锁的使用前提:多条线程抢夺同一块资源


  • (4).相关专业术语:线程同步
  • 线程同步的意思是:多条线程在同一条线上执行(按顺序地执行任务)
  • 互斥锁,就是使用了线程同步技术


  • (5)、互斥锁的使用范围:尽量要小,范围大,效率就会差。


抢票资源的解决问题


image.png

卖票抢夺资源代码

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