iOS多线程-NSThread

榴莲就是我
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多线程

同步、异步 和 串行、并行/并发

在正式开始前，先回顾一下这四者的区别！

  • 同步:多个任务情况下，一个任务A执行结束，才可以执行另一个任务B。只存在一个线程。

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  • 异步:多个任务情况下，一个任务A正在执行，同时可以执行另一个任务B。任务B不用等待任务A结束才执行。存在多条线程。

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    并行和并发是异步的两种形式

  • 并行：并行才是真正的异步，多核CUP可以同时开启多条线程供多个任务同时执行，互不干扰，如上图的并行，其实和异步图例一样。

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  • 并发：其实是伪异步，在单核CUP中只能有一条线程，但是又想执行多个任务。这个时候，只能在一条线程上不停的切换任务，让用户以为是在同时执行

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进程和线程

进程：一个正在运行的应用程序

线程：一个进程（应用程序）至少有一条线程，进程的所有任务都在线程中执行

线程的串行

  • 一个线程中任务的执行是串行的

  • 如果一个线程中执行多个任务，那么只能一个个按照顺序执行

线程和进程的区别

  1. 线程是CPU调用（执行任务的最小单位）
  2. 进程是CPU分配资源和调度的单位（CPU是不会分配资源给线程的）
  3. 一个程序可以对应多个进程，一个进程中可以有多个线程，但至少有一个线程
  4. 同一个进程内的线程共享进程的资源

其实可以把进程比作一个工厂，而进程就是工厂里的工人

多线程

刚刚上面说到了，一个进程中至少要有一条线程，那么多条线程即多线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务，可以提高程序的执行效率

  • 线程内部任务的执行是串行的
  • 线程与线程之间任务的执行是可以并行的

原理

  • 其实，在同一个时间，CPU只能处理一条线程
  • 刚刚上面说的每条线程可以同时执行不同的任务，其实是CPU快速的在多条线程之间调度，而这过程非常快，因此造成了多线程并行的假象（这里自己再去注意并行和并发的区别）
  • 所以，其实真正的多线程是并发的

思考：线程非常多时，会怎么样？

  • CPU在调度线程时也需要消耗资源，如果线程非常多，会导致CPU的消耗极高
  • 每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低）

多线程的优缺点

优点：

  • 能适当提高程序的执行效率
  • 能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率） 缺点：
  • 创建线程需要开销
  • 如果开启大量的线程，会降低程序的性能
  • 线程越多，CPU在调度线程的开销越大
  • 程序设计更复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享

主线程

一个iOS程序运行后，默认为开启一条线程，称为“主线程”或“UI线程”

主要作用

  • 显示/刷新UI界面
  • 处理UI事件（点击、滚动等） 注意：只要凡是和UI相关的事件，就必须在主线程中实现

注意点

  • 较耗时操作不要放到主线程，若放到主线程，会导致界面卡顿

    • 因为线程内部的执行是串行的

  • 将耗时操作放在子线程（说法不一样，也可以叫后台线程、非主线程）

获取线程

  1. 获得主线程
NSThread *mainThread = [NSThread mainThread];
  1. 获取当前进程
NSThread *currentThread = [NSThread currentThread];
  1. 判断主线程
    1. 打印线程，若其number=1，那就是主线程
//2. 类方法
BOOL isMainThreadA = [NSThread isMainThread];

//3. 对象方法
NSThread *currentThread = [NSThread currentThread];
BOOL isMainThreadA = [currentThread isMainThread];

iOS中多线程的实现方案

创建和启动线程

一个NSThread对象就代表一条线程

  1. 方法一 需要创建和启动线程 还可以设置线程名称和线程优先级

  2. 方法二

  3. 方法三 后面两个方法创建线程虽然简单快捷，但是只有方法一可以拿到线程对象

NSThread线程的生命周期

你可能会有一个疑惑：在创建线程的函数中，一旦函数走到它自己的 } 时，函数里的局部变量便都会被释放，那么是如何在程序的其他部分取得该线程对象的呢？

这时候我们就要来思考一下NSThread线程的生命周期了～

当任务执行完毕之后，线程才会被释放

（一定要清楚线程的生命周期！）

线程的状态

就绪、执行、阻塞、死亡

  • 阻塞：线程还在内存中，但是不在可调度线程池中
  • 死亡：线程从可调度线程中移出到内存，再在内存中释放 （所以线程死亡后，你再用start方法是不能重新开启线程的，因为该线程已经不在内存中了）

多线程的安全隐患

  1. 资源共享
  • 一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
  • 例如多个线程访问同一个对象、同一个文件... 那么就容易引发数据错乱和数据安全问题

这是一个典型的例子

解决方法——互斥锁

  • 互斥锁必须是全局唯一的
  • 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
  • 会消耗大量的CPU资源
  • 会导致线程同步

原子性和非原子性

  • nonatomic：非原子属性，不会为setter加锁
    • 非线程安全
    • 适合内存小的移动设备
  • atomic：原子属性，为setter方法加锁
    • 线程安全
    • 消耗资源

一般开发情况都用nonatomic

线程间的通信

  • 数据传递
  • 任务传递
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