iOS多线程技术-上

1 多线程

1.1 概念

进程之间都是独立的，每个进程都是独占受保护的内存空间

一个进程要处理任务，至少有一条线程

线程是进程执行的最基本执行单元

线程中的任务的执行时串行的

进程之间是并行的（CPU频繁切换调度，假象而已）

1.2 多线程的实现原理

CPU同一时间只能处理一条线程

CPU在可调度线程池中频繁快速的调度线程

问题：如果线程太多，会怎么样？

答：CPU频繁切换，消耗资源。每个线程都要占内存，消耗内存。一般建议3条，不超过5条

1.3 主线程和子线程

主线程：程序运行后，默认会开启一条线程。这个线程就成为“主线程”或者“UI线程”

子线程：由主线程延展出来的，处理其他任务的。

默认情况下，主线程占用1M的内存空间，子线程占用512K内存空间

将比较耗时的操作，放到子线程中进行。

1.4 多线程在iOS中实现方式

实现方式	使用语言	优势	使用频率
pthread	纯C语言	跨平台linux/unix/windows	几乎不用
NSThread	OC	更面向对象，创建销毁程序员自己管理	偶尔使用
GCD	纯C语言	苹果用来取代NSThread，创建销毁系统管理	经常使用
NSOperation	OC语言	底层是GCD，更面向对象，创建销毁系统管理	经常使用

2 pthread方式

1 导入头文件
#import <pthread.h>

2 创建线程
* @param restrict 就像线程的表示符一样，传入指针
* @param restrict 传空值就可以额
* @param download 线程调用的函数，返回值为 void * ， 参数为void *

pthread_t param1;
pthread_create(¶m1, NULL, download, NULL);

3 执行子线程任务
void * download(void *p)
{
NSLog(@"正在开始下载");
for (int i=0; i<10000; i++) {
NSLog(@"--------%d",i);
}
return NULL;
}

3 NSThread方式

3.1 创建和启动方式

创建、手动启动

//创建
[NSThread *thread = []NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil]
//启动线程
[thread start]

创建、自动启动

//创建并自动启动 （分离出一个新的线程）
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(download) toTarget:self withObject:nil];

隐式创建、自动启动

//隐式创建、自动启动
[self performSelectorInBackground:@selector(download) withObject:nil];

3.2 常见方法

启动线程

start

任意位置获取主线程

[NSThread mainThread]

查看当前线程

[NSThread currentThread]

阻塞线程（睡眠）

+(void)sleepUntilDate:(NSDate *)date; //睡眠直到某个date

+(void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti; //睡眠多少秒

终止线程(死亡)

+exit;

判断当前执行位置是否是主线程

+(BOOL)isMainThread;

@property (readonly) BOOL isMainThread;

给线程设置名称（方便调试）

@property (nullable, copy) NSString *name;

4 线程的状态

新建（new） 初始化完成后

就绪（Runable） 当执行start后，线程被放入了可调度线程池；或者CPU调度了其他线程

运行（Running） 当CPU调度当前线程后

阻塞（Block） 当线程睡眠或者等待同步锁的时候–移除了可调度线程池，但是并没销毁

死亡（Dead）当线程任务执行完毕后者调用了线程的exit方法时，一旦线程停止了，不能再次运行

5 线程的同步（多线程安全性问题）

5.1 举例（卖票问题）

有三个窗口，都将剩余票数读出来，然后各自减1，然后再覆盖剩余票数。就可能实际卖出去的票数大于应有的票数。

5.2 互斥锁(同步锁)

为了防止多线程请求同一个资源，导致出现冲突，引入了加锁的概念。可以使用@synchronize关键字来对资源加锁，从而避免多个线程抢占同一个资源。

5.2.1 语法规则

@syschronize(self)
{

}
大括号里面的内容就是会出现冲突的资源操作。self表示的是锁头，表示一把锁，整个程序中只能出现一把锁。锁头用来存储上一次加锁的状态。任何对象都能作为锁头，为了唯一性，我们一般用当前对象self来表示锁头。当线程加锁后，另一个线程执行到这个位置的时候，就会被阻塞，直到自己获取互斥锁。

我们引入一个慨念：线程同步。就是多个线程并行执行到某个地方的时候，通过加锁，使的线程串行执行。

5.3 属性原子性操作

我们在OC中定义属性的时候，经常会使用nonatomic来定义。这就是非原子性。当我们使用atomic来定义属性的时候，就会在属性的setter方法中加一把锁，从而多个线程请求同时修改这个参数。——需要注意，这个锁不是互斥锁。

但实际在iOS开发中，基于以下几个方面的原因，我们一般采用nonatomic.

* 加锁会消耗大量的资源

* iOS移动设备一般资源较少，我们需要尽量避免出现多个线程请求同一个资源的情况

* 在实际开发中，我们尽可能的将可能出现的资源冲突问题的逻辑放在服务器上进行

6 线程之间的通信

在iOS开发中，主线程主要用来刷新界面、响应UI控件的事件的。耗时操作一般放在子线程中进行。又因为，所有的UI控件都是nonatomic，为了避免出现冲突，只能放在一个线程中进行，所以只能放在主线程设置，这样比较安全。

举例，点击屏幕后，在子线程中开始下载图片，图片下载完毕后，需要将下载的图片放到主线程中设置

//点击屏幕，开启下载子线程
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {

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

}

//在子线程中开始下载，下载完毕后，通知主线程设置图片
-(void)downloadImage
{
NSString *str = @"http://imgstore.cdn.sogou.com/app/a/100540002/714860.jpg";
NSURL *url = [NSURL URLWithString:str];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

//通知主线程设置图片--方法1
//直接在主线程中 self.imageView执行setImage:方法
[self.imagView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

//通知主线程设置图片--方法2
//在自定义的downloadFinished:方法中设置图片
[self performSelectorOnMainThread:@selector(downloadFinished:) withObject:image waitUntilDone:YES];

//通知主线程设置图片--方法3
[self performSelector:@selector(downloadFinished:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
//注意：方法中的waitUntilDone:YES 表示等到主线程的方法执行完毕后，才开始执行当前线程之后的代码

}

//设置图片，由主线程调用即可
-(void)downloadFinished:(UIImage * )img
{
self.imagView.image = img;
}