进程
从狭义的定义上来讲,进程是正在运行的程序的实例。进程是能够独立运行的基本单元,也是系统分配和调度资源的基本单元。每个进程之间都是独立,进程拥有一块专用并且受保护的内存。
线程
每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
线程是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。
线程的生命周期
线程的生命周期包含5个阶段,包括:新建、就绪、运行、阻塞、销毁。
- 新建:就是刚使用
new
方法,new
出来的线程。 - 就绪:就是调用的线程的start()方法后,这时候线程处于等待CPU分配资源阶段,谁先抢的CPU资源,谁开始执行。
- 运行:当就绪的线程被调度并获得CPU资源时,便进入运行状态,
run
方法定义了线程的操作和功能。 - 阻塞:在运行状态的时候,可能因为某些原因导致运行状态的线程变成了阻塞状态,比如
sleep()
、wait()
之后线程就处于了阻塞状态,这个时候需要其他机制将处于阻塞状态的线程唤醒,比如调用notify
或者notifyAll()
方法。唤醒的线程不会立刻执行run
方法,它们要再次等待CPU分配资源进入运行状态。 - 销毁:如果线程正常执行完毕后或线程被提前强制性的终止或出现异常导致结束,那么线程就要被销毁,释放资源。
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, 是因为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。
进程和线程的关系
- 地址空间:同一个进程中的所有线程共享本进程的地址空间,而不同的进程之间地址空间是独立的。
- 资源拥有:同一个进程中的所有线程共享本进程中的所有资源例如:内存,I/O,CPU等,但进程之间的资源是独立的。
- 一个进程奔溃后,在其保护模式下,不会对其他进程产生影响,但是一个线程的奔溃会导致整个进程都死掉,所以说多进程的程序比多线程的要健壮。
- 进程切换时所消耗的资源大,效率高。当涉及到频繁切换时,使用线程要好于使用进程。
- 执行过程:每个独立运行的程序必须要有独立的运行如何,顺序执行的序列和程序入口。线程不能独立运行,必须依存于程序,由应用程序执行多个线程的执行控制。
- 线程是处理器执行调度的基本单元,但进程不是。
多线程
举个例子我们超市买东西,就可以把超市看作为进程,而我们的收银台看作是线程,当我们同时开放多个收银台结账时,也就好比是多线程处理任务。
实现原理
每一个线程只能在CPU上运行一段时间,然后这个线程就进如了就绪状态,等待CPU的下一次执行。当一个线程进如就绪状态之后,CPU会立即执行其他的线程。就这样循环往复线程在就绪-执行这两个状态之间不停的轮换。从而实现多个线程同时执行的假象。
线程池
线程池是多线程处理的一种形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池中的线程都是后台线程。每个线程都有默认的堆栈大小,以默认的优先级运行,并处在多线程单元中。
特点
- 创建太多线程,将会浪费一定的资源,有些线程未被充分使用。
- 销毁太多线程,将导致之后浪费时间再次创建它们。
- 创建线程太慢,将会导致长时间的等待,性能变差。
- 销毁线程太慢,导致其它线程资源饥饿。
组成
1、线程池管理器(ThreadPoolManager):用于创建并管理线程池
2、工作线程(WorkThread): 线程池中线程
3、任务接口(Task):每个任务必须实现的接口,以供工作线程调度任务的执行。
4、任务队列:用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
线程池执行流程
饱和策略
- AbortPolicy:直接抛出
RejectedExecutionExeception
异常来阻止系统的正常运行。 - CallerRunsPolicy:将任务回退给调用者。
- DiscardPolicy:直接丢弃任务。
- DisOldstPolicy:丢掉等待最久的任务。
这四种执行策略均实现了RejectedExecutionExeception
接口。
拓展
atomic
与nonatomic
的区别
-
noatomic
:非原子属性,是非线程安全的,但读写效率较高。 -
atomic
: 原子属性(线程安全),针对多线程设计的,默认值,需要消耗大量的资源。 -
atomic
: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)。 -
atomic
: 本身就有一把锁(自旋锁)。 -
atomic
:单写多读:单个线程写入,多个线程可以读取。
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。