线程定义（雇员）

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
进程要想执行任务，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

进程定义（奶茶店）

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

线程和进程的关系与区别

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：同一进程内的线程共享本进程的资源，如，内存、I/O、CPU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，但是一个线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，消耗的资源大，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。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，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

**扩展：**苹果是单进程，沙盒资源会更安全，切换进程消耗资源会特别大，所以采用单进程体验更流畅

多线程的意义（收银员的意义）

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，线程会自动销户

缺点

开启线程需要占用一定的内存空间(默认情况下，每个线程都占 512 KB)
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，比如线程间的通信，多线程的数据共享

拓展：

内存五大分区

堆区，栈区，未初始化常量区，初始化常量区，代码区

临时变量存放在栈区

多线程原理

cpu 在单位时间片里快速在各个线程之间切换

多线程生命周期

新建 start -> Runnable 就绪 -> 等待CPU调度当前线程 -> 运行 Running
就绪 Runnable
运行 Running/等待CPU调度当前线程
堵塞 blocked/调用sleep方法、等待同步锁、从可调度线程池移除
死亡任务执行完成、强制退出

#线程池的原理

通过"线程池大小小于核心线程池大小"判断线程池是否已满

如果未达到饱和 -> 创建线程执行任务
如果已达到饱和 -> 线程池判断工作队列已经满

1）未满 -> 将任务push进队列

2）满了
- a. 且 maximumPoolSize > corePoolSize, 将创建新的线程来执行任务
- b. 交给饱和策略去处理
  
  a) Abort 策略：默认策略，新任务提交时直接抛出未检查的异常 RejectedExecutionException, 该异常可由调用者捕获
  
  b)CallerRuns 策略：为调节机制，既不抛弃任务也不抛出异常，而是将某些任务回退到调用者。不会在线程池的线程中执行新的任务，而是在调用 exector 的线程中运行新的任务。
  
  c)Discard 策略：新提交的任务被抛弃
  
  d)DiscardOldest 策略：队列的是“队头”的任务，然后尝试提交新的任务，（不适合工作队列为优先队列场景）

注意：start 不代表，立马开始跑

代码模拟线程生命周期

部分线程周期方法

创建线程

- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument

线程启动线程

- (void)start

取消线程

- (void)cancel

退出线程

+ (void)exit;

设置睡眠时间

+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

sleep(unsigned int)

是否正在执行

@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing

是否已结束

@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished

是否已取消

@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled

线程通讯

线程通讯一般是指，多线程之间进行传值通讯

**NSPort：**基于端的一些通讯，端与端之间的通讯

代码实现线程通讯功能

PortViewController.m

#import "PortViewController.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "KCPerson.h"

@interface PortViewController ()<NSMachPortDelegate>
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@property (nonatomic, strong) KCPerson *person;

@end

@implementation PortViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"Port线程通讯";
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

    //1. 创建主线程的port
    // 子线程通过此端口发送消息给主线程
    self.myPort = [NSMachPort port];
    //2. 设置port的代理回调对象
    self.myPort.delegate = self;
    //3. 把port加入runloop，接收port消息
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.myPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    self.person = [[KCPerson alloc] init];
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(personLaunchThreadWithPort:)
                             toTarget:self.person
                           withObject:self.myPort];
    
}

#pragma mark - NSMachPortDelegate
- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    NSLog(@"VC回调回来了 == %@",[NSThread currentThread]);
}

KCPerson.h

@interface KCPerson : NSObject
- (void)personLaunchThreadWithPort:(NSPort *)port;
@end

KCPerson.m

#import "KCPerson.h"

@interface KCPerson()<NSMachPortDelegate>
@property (nonatomic, strong) NSPort *vcPort;
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@end

@implementation KCPerson


- (void)personLaunchThreadWithPort:(NSPort *)port{
    
    NSLog(@"VC 响应了Person里面");
    @autoreleasepool {
        //1. 保存主线程传入的port
        self.vcPort = port;
        //2. 设置子线程名字
        [[NSThread currentThread] setName:@"KCPersonThread"];
        //3. 开启runloop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        //4. 创建自己port
        self.myPort = [NSMachPort port];
        //5. 设置port的代理回调对象
        self.myPort.delegate = self;
        //6. 完成向主线程port发送消息
        [self sendPortMessage];
    }
}

/**
 *   完成向主线程发送port消息
 */
- (void)sendPortMessage {
 
    NSData *data1 = [@"ty" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSMutableArray *array  =[[NSMutableArray alloc]initWithArray:@[data1,self.myPort]];
    // 发送消息到VC的主线程
    // 第一个参数：发送时间。
    // msgid 消息标识。
    // components，发送消息附带参数。
    // reserved：为头部预留的字节数
    [self.vcPort sendBeforeDate:[NSDate date]
                          msgid:10086
                     components:array
                           from:self.myPort
                       reserved:0];
}

打印结果：

以上代码主要是完成了这样一个流程：

PortViewController -> KCPerson -> PortViewController

就是 PortViewController 在子线程里调用了 KCPerson 的实例方法，并且传了一个 NSPort 过去
KCPerson 接受到这个 vcPort 之后存起来，自己又创建了一个 myPort
KCPerson 用 vcPort 这个端口又给 PortViewController 发送了一条消息，并带来一些参数，比如 myPort。
在 PortViewController 里的 NSMachPortDelegate 代理就被调用了，message 里面就是从 KCPerson 传过来的信息。

这样就完成了基于端与端之间的通讯，并且是指主线程和子线程之间完成的。

然后我们看到NSPort 的代理 NSMachPortDelegate 方法

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    NSLog(@"VC回调回来了 == %@",[NSThread currentThread]);
}

回调有个参数 NSPortMessage，查看一下里面都有哪些参数

PortViewController.m

#pragma mark - NSMachPortDelegate

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    
    NSLog(@"VC回调回来了 == %@",[NSThread currentThread]);
    [self getAllProperties:message];
}

- (void)getAllProperties:(id)somebody{
    
    u_int count = 0;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([somebody class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        const char *propertyName = property_getName(properties[i]);
         NSLog(@"%@",[NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
    }
}

打印结果：

知道了带有哪些参数，那我们就读取打印一下之前回传时的数据

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    
    NSLog(@"VC回调回来了 == %@",[NSThread currentThread]);
    
    NSLog(@"从person 传过来一些信息:");\
    NSLog(@"receivePort == %@",[message valueForKey:@"receivePort"]);
    NSLog(@"sendPort == %@",[message valueForKey:@"sendPort"]);
    NSLog(@"msgid == %@",[message valueForKey:@"msgid"]);
    NSLog(@"components == %@",[message valueForKey:@"components"]);

打印结果：

刚才完成的是 PortViewController 跟 KCPerson 通讯，然后 KCPerson 使用 NSPort 又向 PortViewController 发消息的流程，

接下来在添加一个流程，刚才 PortViewController 有收到 KCPerson 向它发送的消息，那么现在 PortViewController 接受到消息之后，再给 KCPerson 发一个消息

代码实现：

PortViewController.m

#import "PortViewController.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "KCPerson.h"

@interface PortViewController ()<NSMachPortDelegate>
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@property (nonatomic, strong) KCPerson *person;

@end

@implementation PortViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"Port线程通讯";
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    
    NSLog(@"PortViewController 新建子线程，去调用 KCPerson 主线程的方法\n");

    //1. 创建主线程的port
    // 子线程通过此端口发送消息给主线程
    self.myPort = [NSMachPort port];
    //2. 设置port的代理回调对象
    self.myPort.delegate = self;
    //3. 把port加入runloop，接收port消息
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.myPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    self.person = [[KCPerson alloc] init];
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(personLaunchThreadWithPort:)
                             toTarget:self.person
                           withObject:self.myPort];
    
}


#pragma mark - NSMachPortDelegate

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    NSLog(@"收到 KCPerson 发的消息后， PortViewController 又给 KCPerson 发送消息\n");
    
    NSData *data2 = [@"Janice" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    //此 sendPort 是在 KCPerson 里新建的那个 port，所以在使用它发送消息时，需要加入到 NSRunLoop 中
    NSPort *sendPort = [message valueForKey:@"sendPort"];
    
    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:@[data2, self.myPort]];
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:sendPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    // 发送消息KCPerson的主线程
    // 第一个参数：发送时间。
    // msgid 消息标识。
    // components，发送消息附带参数。
    // reserved：为头部预留的字节数
    BOOL ruselt = [sendPort sendBeforeDate:[NSDate date]
                                     msgid:10000
                                components:array
                                      from:self.myPort
                                  reserved:0];


}

KCPerson.h

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface KCPerson : NSObject
- (void)personLaunchThreadWithPort:(NSPort *)port;
@end

KCPerson.m

#import "KCPerson.h"

@interface KCPerson()<NSMachPortDelegate>
@property (nonatomic, strong) NSPort *vcPort;
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@end

@implementation KCPerson


- (void)personLaunchThreadWithPort:(NSPort *)port{
    
    NSLog(@"KCPerson 里的方法在 PortViewController 里通过子线程被调用了\n");
    @autoreleasepool {
        //1. 保存主线程传入的port
        self.vcPort = port;
        //2. 设置子线程名字
        [[NSThread currentThread] setName:@"KCPersonThread"];
        //3. 开启runloop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        //4. 创建自己port
        self.myPort = [NSMachPort port];
        //5. 设置port的代理回调对象
        self.myPort.delegate = self;
        //6. 完成向主线程port发送消息
        [self sendPortMessage];
    }
}


/**
 *   完成向主线程发送port消息
 */

- (void)sendPortMessage {
    
    NSLog(@"KCPerson 给 PortViewController 发送消息\n");
 
    NSData *data1 = [@"ty" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *data2 = [@"Janice" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSMutableArray *array  =[[NSMutableArray alloc]initWithArray:@[data1,self.myPort]];
    // 发送消息到VC的主线程
    // 第一个参数：发送时间。
    // msgid 消息标识。
    // components，发送消息附带参数。
    // reserved：为头部预留的字节数
    [self.vcPort sendBeforeDate:[NSDate date]
                          msgid:10086
                     components:array
                           from:self.myPort
                       reserved:0];
    
}

#pragma mark - NSMachPortDelegate

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    NSLog(@"KCPerson 收到从 PortViewController 传过来一些信息:\n");
    NSLog(@"components == %@",[message valueForKey:@"components"]);
    NSLog(@"receivePort == %@",[message valueForKey:@"receivePort"]);
    NSLog(@"sendPort == %@",[message valueForKey:@"sendPort"]);
    NSLog(@"msgid == %@",[message valueForKey:@"msgid"]);
}

打印结果：

可以将打印结果对比着代码看，就一目了然

拓展：C 与 OC 的桥接

_bridge 只做类型转换，但是不修改对象（内存）管理权；
_bridge_retained(也可以使用 CFBridgingRetain)将Objective-C 的对象转换为 Core Foundation 的对象，同时将对象（内存）的管理权交给我们，后续需要使用CFRelease 或者相关方法来释放对象；
_bridge_transfer(也可以使用 CFBridgingRelease)将 Core Foundation 的对象转换为 Objective-C 的对象，同时将对象（内存）的管理权交给ARC。

OC底层原理（15）-- 多线程—（NSThread基本使用、NSPort 通讯）

线程定义 （雇员）

进程定义（奶茶店）

线程和进程的关系与区别

多线程的意义（收银员的意义）

优点

缺点

多线程原理

多线程生命周期

代码模拟线程生命周期

部分线程周期方法

线程通讯

拓展：C 与 OC 的桥接

线程定义（雇员）