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iOS 多线程简介 一

2015-07-25 22:44 453 查看 

进程与线程分别：

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



线程

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



线程的串行

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

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） 



多线程

什么是多线程：

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

进程  车间，线程  车间工人

多线程技术可以提高程序的执行效率

比如同时开启3条线程分别下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C）



多线程的原理：

同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）

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）

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

如果线程非常非常多，会发生什么情况？

CPU会在N多线程之间调度，CPU会累死，消耗大量的CPU资源

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

如果开启大量的线程，会降低程序的性能

线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大

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

多线程在iOS开发中的应用

什么是主线程：

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”

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）

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

下载图片示例：


错误做法：

- (void)downloadImage
{
    // 在主线程下载图片，会严重影响UI的流畅度
    NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://img.pconline.com.cn/images/photoblog/9/9/8/1/9981681/200910/11/1255259355826.jpg"]];
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
    self.imageView.image = image;
}


正确做法：

- (void)downloadImage
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_async(queue, ^{
        // 异步下载，防止阻塞主线程
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com/images/111.png"]];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            // 主线程刷新UI
            self.imageView.image = image;
        });
    });
}


iOS中多线程的实现方案



多线程的安全隐患

资源共享

- 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
- 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
- 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


如下图：






安全隐患分析




安全隐患解决 – 互斥锁




安全隐患解决 – 互斥锁

互斥锁使用格式

@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }

注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的

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

互斥锁的使用前提

多条线程抢夺同一块资源

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

原子和非原子属性

OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择

- atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic）

- nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁


nonatomic和atomic对比

- 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

线程间通信

什么叫做线程间通信

- 在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信


线程间通信的体现

- 1个线程传递数据给另1个线程
- 在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务


线程间通信常用方法

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;


线程间通信方式 – 利用NSPort



线程间通信示例 – 图片下载




- (void)downloadImage
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_async(queue, ^{
        // 异步下载，防止阻塞主线程
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com/images/111.png"]];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            // 主线程刷新UI，跟主线程通信
            self.imageView.image = image;
        });
    });
}
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