网络多线程小结

A.进程

什么是进程

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QQ、Xcode，系统就会分别启动2个进程

通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程

 

B.线程

主线程、子线程占用内存分别是1M和512K

1.什么是线程

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）

线程是进程的基本执行单元，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

 

2.线程的串行

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

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）

 

3.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）

 

4.多线程原理

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

思考：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）

 

5.多线程的优缺点

多线程的优点

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）

多线程的缺点

开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），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

 

6.主线程

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

7.iOS多线程实现技术

pthread（基于C语言）

NSThread

GCD

NSOperation

C.需要掌握的

多线程技术

1.NSThread

1> 开线程的几种方式

* 先创建,后启动

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

[thread start];

* 直接启动

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

2> 其他用法

NSThread *current = [NSThread currentThread];

+ (NSThread *)mainThread; // 获得主线程

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

阻塞（暂停）线程

+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

// 进入阻塞状态

强制停止线程

+ (void)exit;

// 进入死亡状态

3> 线程间通信

//在子线程完成任务后，回到主线程执行(SEL)aSelector方法

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

//到某个线程执行(SEL)aSelector方法
      withObject：后面可以传参数

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

2.GCD(重点)
1>GCD中有2个核心概念
任务：执行什么操作
队列：用来存放任务

2>GCD的使用就2个步骤
定制任务
          确定想做的事情
将任务添加到队列中
        GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
        任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出
3>GCD中有2个用来执行任务的函数
  a. 用同步的方式执行任务
   dispatch_sync(dispatch_queue_tqueue,
dispatch_block_tblock);
    queue：队列
    block：任务
 b. 用异步的方式执行任务
    dispatch_async(dispatch_queue_tqueue,
dispatch_block_tblock);
 4>. 同步和异步的区别
    同步：在当前线程中执行
   异步：在另一条线程中执行
5>.  有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
      同步和异步决定了要不要开启新的线程
         同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
         异步：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

     并发和串行决定了任务的执行方式
        并发：多个任务并发（同时）执行
        串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
6>.  GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建
使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority_tpriority,//
队列的优先级
unsigned
longflags);// 此参数暂时无用，用0即可
dispatch_queue_tqueue =
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,
0); //获得全局并发队列
全局并发队列的优先级
      #defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH
2//
高
     #defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
0//
默认（中）
     #defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)//
低
    #defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN//
后台
7>GCD中获得串行有2种途径
a.使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
dispatch_queue_t     dispatch_queue_create(const
char*label,
//队列名称     dispatch_queue_attr_t attr);
//队列属性，一般用NULL即可
dispatch_queue_tqueue =
dispatch_queue_create("cn.itcast.queue",
NULL); // 创建
dispatch_release(queue);
// 非ARC需要释放手动创建的队列
  使用主队列（跟主线程相关联的队列）
  主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
  放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
b.  使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t    queue =
dispatch_get_main_queue();
8> 从子线程回到主线程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,
0), ^{
   //执行耗时的异步操作...
     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^{
        // 回到主线程，执行UI刷新操作
        });
});
9> iOS常见的延时执行有2种方式
a. 调用NSObject的方法
[self
performSelector:@selector(run)withObject:nil
afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法
b. 使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0
* NSEC_PER_SEC)),
dispatch_get_main_queue(),^{
   //2秒后异步执行这里的代码...
});
10>队列组

有这么1种需求
首先：分别异步执行2个耗时的操作
其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作

如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组

dispatch_group_tgroup = 
dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,
0), ^{
   //执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,
0), ^{
   //执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group,dispatch_get_main_queue(),^{
   //等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});

3.NSOperation

1>NSOperation的作用
      配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程

2>NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤
     先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
     然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
     系统会自动将NSOperation中封装的操作放到一条新线程中执行

3>NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类

 使用NSOperation子类的方式有3种
a.NSInvocationOperation

     创建NSInvocationOperation对象
        - (id)initWithTarget:(id)targetselector:(SEL)selobject:(id)arg;
    调用start方法开始执行操作
         - (void)start;
一旦执行操作，就会调用target的sel方法
注意:
      默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作, 只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作

b.NSBlockOperation

       创建NSBlockOperation对象
                      + (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
       通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
                     - (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
注意：只要NSBlockOperation封装的操作数
>1，就会异步执行操作

c.自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

在.h中实现

#import <Foundation/Foundation.h>

@class HMDownloadOperation;

@protocol HMDownloadOperationDelegate <NSObject>

@optional

- (void)downloadOperation:(HMDownloadOperation *)operation didFinishDownload:(UIImage *)image;

@end

@interface HMDownloadOperation :
NSOperation

@property (nonatomic,
copy) NSString *url;

@property (nonatomic,
strong) NSIndexPath *indexPath;

@property (nonatomic,
weak)
id<HMDownloadOperationDelegate> delegate;

@end

在.m中实现

@implementation HMDownloadOperation

/**

 *  在main方法中实现具体操作

 */

- (void)main

{

    @autoreleasepool {

        

        NSURL *downloadUrl = [NSURL
URLWithString:self.url];

        NSData *data = [NSData
dataWithContentsOfURL:downloadUrl];
// 这行会比较耗时

        UIImage *image = [UIImage
imageWithData:data];

        if ([self.delegate
respondsToSelector:@selector(downloadOperation:didFinishDownload:)]) {

            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 回到主线程,
传递图片数据给代理对象

                [self.delegate
downloadOperation:self
didFinishDownload:image];

            });

        }

    }

}

@end
4>NSOperationQueue的作用
  NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的,如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作
   添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation*)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;