一:基本概念
1:进程:正在运行的程序为进程。
2:线程:每个进程要想执行任务必须得有线程,进程中任务的执行都是在线程中。
3:线程的串行:一条线程里任务的执行都是串行的,假如有一个进程开辟了一条线程,此条线程里有ABC三个任务,则ABC三个任务的执行是串行的,ABC三个任务按顺序一个个执行
4:多线程:一个进程可以开辟多条线程去并行(同时)去执行任务,假如有ABC三个任务,则此进程会开辟多条线程去并发执行ABC三个任务,可以提高运行效率
5:线程的原理:同一时间,cpu只能处理一条线程,而且也只有一条线程在工作,多线程的并发执行,也就是cpu在多条线程间爱会切换调度。进程一启动,就默认创建了一条线程为主线程大约为1M,所创建的子线程大约为512KB。
6:多线程的缺点:1:大量开线程,会大量占用cpu资源,cpu在调度线程上的开销也就越大 2:大量开线程,会使每条线程的执行效率降低,程序的性能降低,对于移动开发来说,适当开辟线程,大量开线程会使程序的想能降低
7:ios开发中多线程的应用:程序一启动就默认会开辟一条线程,成为主线程,也就是UI线程,主线程主要负责,刷新和显示UI,处理按钮的点击事件,表格的滚动拖拽事件,尽量避免把耗时的操作放在主线程。凡在主线程执行的任务都是串行的,按照顺序一个个执行,若把耗时的操作放在主线程,则会卡主主线程,影响主线程的其他操作,造成很差的用户体验。正确的做法是:将比较耗时的操作放在子线程中去执行,不要影响主线程的其他操作。
8:获得当前线程:[NSThread currentThread]; 获得主线程:[NSThread mainThread];
9:ios中的多线程方案:1:Pthread:跨平台,适用于各个系统,线程的生命周期由程序员去管理。 2:NSThread 3:GCD:由系统自动去管理线程的声明周期 4:NSOperation:基于GCD封装,也是右系统去管理线程的生命周期。
二:线程的安全:
1:线程安全:当同一块资源被多条线程同时访问的时候,会涉及到线程安全的问题,例如卖票,银行取钱问题。解决方法:加互斥锁
@synchronized(self) {被锁住的代码 }(加锁是很耗性能的,当只有多条线程访问统一资源的时候,才考虑去加互斥锁)。加锁的工作原理是:加互斥锁后,同一时间只许可一条线程访问该资源,其他线程无法访问。当某条线程访问该资源时,会加一把锁,被锁住的代码执行完毕后,锁会被打开,下个线程此时才可以访问该资源,注意:锁对象必须是唯一的,否则多条线程依然可以访问该资源。锁对象一般用self,因为在控制器中,控制器对象就是唯一的,保证了锁对象的唯一性。
2:线程同步:加锁用的就是线程同步技术,多条线程同一条线程上按顺序依次执行 线程异步:多条线程异步去执行
3:原子与非原子属性:atomic是原子属性,默认是线程安全的,在执行setter方法赋值的时候,会加一把互斥锁,等待赋值结束后,所才被打开,防止了多条线程同时访问造成的线程安全问题。虽然是线程安全的,但是加锁消耗了大量的资源 。nonatomic:非原子属性,线程不安全的,没有加锁,因为在实际移动开发中,调用setter方法大部分都是在主线程,所以不涉及多条线程同时访问的问题。若涉及了多线程同时访问该资源,可以加一把互斥锁,还可以用atomic原子属性去修饰
三:GDC
1:GCD有两个核心的概念:1:队列 2:任务,其中队列是用来存放任务,GCD的使用:创建任务直接将任务放到队列里,GCD会自动将任务从队列里取出,按照FIFO原则(先进先出,后进后出,栈是现进后出)取出任务,放到相应的线程中去执行任务。
2:GCD有两个常用的函数用来执行任务:1:同步函数: dispatch_sync
dispatch_sync(queue, ^{
});
2:异步函数:dispatch_async
dispatch_async(queue, ^{
});
其中queue为队列,block为任务。其中同步函数:在当前线程中按顺序串行执行任务,不具备开启线程的能力 异步函数:在新的线程中执行,具备开启新线程的能力
3:GCD两大队列:1:串行队列:队列中的任务按顺序执行,一个任务执行完毕才会去执行下一个任务 2:并发队列:可以并发同时执行多个任务,并发队列只有在异步函数 dispatch_async中才能起到并发执行的作用
总结:1:同步和异步主要影响能不能开启新的线程 2:串行队列和并发队列主要影响任务执行的方式:串行:按顺序依次执行,并发队列:多个任务同时执行 3:看一条线程,先看最外层是同步还是异步,若是同步,不能开启新的线程,只在当前的线程中执行,若是异步,则具备开启新线程的能力,可以在新县城中执行 再看内层:若是串行队列:则任务按顺序执行 若是并发队列:则可以并发同时还行任务,但只有在异步函数中才会并发执行任务。
4:队列的创建:
1:dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(a,b);a参数为队列名称,C语言字符串,用"",b参数为队列,串行队列:DISPATCH_QUEUE_SERIAL,也可以这么创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);
并发队列:DISPATCH_QUEUE_SERIAL NULL 注意:1:异步并发队列有三个任务,则并不会一定开启三条线程,开启线程的个数是由GCD内部去决定的。2:任务添加到队列后,会按FIFO原则将任务取出,并发执行,也就是三个任务的执行先后顺序是不确定的
2:并发队列的创建:1:可以获取到全局并发队列:
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);第一个参数为队列优先级,默认为DEFAULT,也可以传0,第二个参数暂时用不到传0就可以,当涉及多条线程需要设定优先级时,可以设置第一个参数 2:也可以手动去创建并发队列dispatch_queue_create(a,b)
5:GCD的各种队列:
#import "ViewController.h" @interface ViewController () @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. } - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { [self syncMain]; } /** * 同步函数 + 主队列:只打印begin,是因为同步函数放在串行队列中会卡主当前线程,造成死锁。同步函数不开启线程在当前线程中执行,且立即执行,而主线程的任务end要先执行完再去执行同步函数中任务,而同步函数又要立即执行,所以会造成死锁 */ - (void)syncMain { NSLog(@"syncMain ----- begin"); // 1.获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); // 2.将任务加入队列 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); }); NSLog(@"syncMain ----- end"); } /** * 异步函数 + 主队列:只在主线程中执行任务。无论同步还是异步,只要将任务放到追队列里,任务就会在主线程中执行,且是串行执行任务,主队列是一种特殊的串行队列。因为123任务是后添加到主队列里的任务,所以先执行完 start 和 end 在执行 1,2,3 */ - (void)asyncMain { NSLog(@"syncConcurrent--------start"); // 1.获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); // 2.将任务加入队列 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); }); NSLog(@"syncConcurrent--------end"); } /** * 同步函数 + 串行队列:同步不会开启新的线程,在当前线程串行执行任务,且立即执行任务。任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。打印顺序:start 1,2,3 end */ - (void)syncSerial { NSLog(@"syncConcurrent--------start"); // 1.创建串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 2.将任务加入队列 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); }); NSLog(@"syncConcurrent--------end"); } /** * 异步函数 + 串行队列:异步函数会开启新的线程,但是任务是串行的,任务按顺序执行执行完一个任务,再执行下一个任务。所以只开启一条线程(在一条线程中任务是按照顺序一个接一个执行)。打印顺序:statrt end 1 2 3。相当于把asyncSerial任务放到了主队列中执行,任务则在主线程中执行,又将任务123放到了串行队列中执行,所以先执行完主线程的任务,在执行串行队列的任务,所以先打印start end 再按照顺序依次执行任务1,2,3 */ - (void)asyncSerial { NSLog(@"syncConcurrent--------start"); // 1.创建串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL); // 2.将任务加入队列 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); }); NSLog(@"syncConcurrent--------end"); } /** * 同步函数 + 并发队列:不会开启新的线程,在当前线程中串行执行任务且立即执行任务,因为并发队列只有在异步函数中才会起作用,打印顺序:start 1,2,3,end */ - (void)syncConcurrent { NSLog(@"syncConcurrent--------start"); // 1.获得全局的并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 2.将任务加入队列 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); }); NSLog(@"syncConcurrent--------end"); } /** * 异步函数 + 并发队列:1:可以同时开启多条线程并发同时执行任务,开启线程的个数不确定,并且并发队列只有在异步函数下才有效 2:代码执行的顺序是先打印 satrt 在打印 end 最后再打印子线程中的内容,先执行主线程中的任务,在执行异步线程的任务,123任务执行完成的先后顺序是不确定的。原因是:相当于把asyncConcurrent任务放到了主队列里,在主线程执行,任务是按照FIFO原则从队列中取出,所以先执行完start后,分别将任务123添加到了全局并发队列里,123任务是后添加到队列中的,所以先执行完主队列任务,再异步并发执行子线程中的任务。 */ - (void)asyncConcurrent { // 1.创建一个并发队列 // label : 相当于队列的名字 // dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); NSLog(@"asyncConcurrent--------start"); // 1.获得全局的并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 2.将任务加入队列 dispatch_async(queue, ^{ for (NSInteger i = 0; i<10; i++) { NSLog(@"1-----%@", [NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (NSInteger i = 0; i<10; i++) { NSLog(@"2-----%@", [NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (NSInteger i = 0; i<10; i++) { NSLog(@"3-----%@", [NSThread currentThread]); } }); NSLog(@"asyncConcurrent--------end"); } @end
6:GCD中的线程间通信
#import "ViewController.h" @interface ViewController () @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView; @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. } - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { NSLog(@"---------------------------------------1"); dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ NSLog(@"---------------------------------------3"); // 图片的网络路径 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img.pconline.com.cn/images/photoblog/9/9/8/1/9981681/200910/11/1255259355826.jpg"]; // 加载图片 NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 生成图片 UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; // 回到主线程 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ self.imageView.image = image; NSLog(@"-------------------------------------5"); }); NSLog(@"---------------------------------------4"); }); NSLog(@"---------------------------------------2"); } @end
打印顺序:1,2,3,4,5,先执行主线程中的任务,1,2 主线程中的任务执行完毕后再去异步执行子线程中的任务,先执行完子线程中的任务3,4 后,再回到主线程执行任务5。原因:相当于把touchBegan任务放到了主队列里,任务在主线程中执行,子线程中的任务是后面添加到并发队列里的,所以先回执行完主线程中的任务1,2 当执行完毕后再去执行子线程中的任务,在子线程中的任务5是后面加入到主队列的,所以先回执行完子线程中的任务3,4,再回到主线程里执行任务5
6:GCD的其他函数
#import "ViewController.h" #import "XMGPerson.h" @interface ViewController () @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView; /** 图片1 */ @property (nonatomic, strong) UIImage *image1; /** 图片2 */ @property (nonatomic, strong) UIImage *image2; @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; XMGPerson *person1 = [[XMGPerson alloc] init]; XMGPerson *person2 = [[XMGPerson alloc] init]; XMGPerson *person3 = [[XMGPerson alloc] init]; XMGPerson *person4 = [[XMGPerson alloc] init]; // XMGPerson *p1 = [[XMGPerson alloc] init]; // NSLog(@"%@", p1.books); // // XMGPerson *p2 = [[XMGPerson alloc] init]; // NSLog(@"%@", p2.books); } void download(void * data) { } - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // dispatch_async(<#dispatch_queue_t queue#>, <#^(void)block#>); // dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // dispatch_async_f(queue, NULL, download); // [self group]; [self barrier]; } /** * 群组:1:群组中的任务是并发执行的,会等群组中的任务都执行完毕后,会调用 dispatch_group_notify,在并发队列中完成绘图操作,在主线程中去显示图片。1:首先创建群组: dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); 2:将任务放到并发队列中,将队列放到群组中,12任务执行完不确定 3:都执行完调用dispatch_group_async,将耗时的绘图操作还放在异步线程,绘图完毕后,回到主线程显示UI */ - (void)group { dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 创建一个队列组 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); // 1.下载图片1 dispatch_group_async(group, queue, ^{ // 图片的网络路径 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img.pconline.com.cn/images/photoblog/9/9/8/1/9981681/200910/11/1255259355826.jpg"]; // 加载图片 NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 生成图片 self.image1 = [UIImage imageWithData:data]; }); // 2.下载图片2 dispatch_group_async(group, queue, ^{ // 图片的网络路径 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic38.nipic.com/20140228/5571398_215900721128_2.jpg"]; // 加载图片 NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 生成图片 self.image2 = [UIImage imageWithData:data]; }); // 3.将图片1、图片2合成一张新的图片 dispatch_group_notify(group, queue, ^{ // 开启新的图形上下文 UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(100, 100)); // 绘制图片 [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 50, 100)]; [self.image2 drawInRect:CGRectMake(50, 0, 50, 100)]; // 取得上下文中的图片 UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext(); // 结束上下文 UIGraphicsEndImageContext(); // 回到主线程显示图片 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 4.将新图片显示出来 self.imageView.image = image; }); }); } /** * 快速迭代:dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index):快速迭代函数:第一个参数为迭代对象的个数,第二个参数为队列,index为返回的索引,快速迭代,并发执行,提高迭代效率 */ - (void)apply { dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); NSString *from = @"/Users/xiaomage/Desktop/From"; NSString *to = @"/Users/xiaomage/Desktop/To"; NSFileManager *mgr = [NSFileManager defaultManager]; NSArray *subpaths = [mgr subpathsAtPath:from]; dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) { NSString *subpath = subpaths[index]; NSString *fromFullpath = [from stringByAppendingPathComponent:subpath]; NSString *toFullpath = [to stringByAppendingPathComponent:subpath]; // 剪切 [mgr moveItemAtPath:fromFullpath toPath:toFullpath error:nil]; NSLog(@"%@---%@", [NSThread currentThread], subpath); }); } /** * 传统文件剪切 */ - (void)moveFile { NSString *from = @"/Users/xiaomage/Desktop/From"; NSString *to = @"/Users/xiaomage/Desktop/To"; NSFileManager *mgr = [NSFileManager defaultManager]; //此方法获得的是from路径下的所有文件路径,包括子文件夹下的文件路径 NSArray *subpaths = [mgr subpathsAtPath:from]; for (NSString *subpath in subpaths) { NSString *fromFullpath = [from stringByAppendingPathComponent:subpath]; NSString *toFullpath = [to stringByAppendingPathComponent:subpath]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 将文件从一个文件夹移动到另一个文件夹:是个耗时的操作,座椅在子线程中执行 [mgr moveItemAtPath:fromFullpath toPath:toFullpath error:nil]; }); } } /** * 一次性函数:在整个项目中只执行一次 */ - (void)once { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ NSLog(@"------run"); }); } /** * 延迟执行:GCD延迟函数:dispatch_after所传的队列不同,就在不同的队列中执行延迟函数,延迟的方法有以下三种 */ - (void)delay { NSLog(@"touchesBegan-----"); // [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0]; // dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // NSLog(@"run-----"); // }); [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO]; } - (void)run { NSLog(@"run-----"); } /** * dispatch_barrier_async函数:能保证先12任务先执行完,在执行dispatch_barrier_async中的任务,最后在执行34任务,要想此函数起作用,queue不能是全局并发队列,因为queue是并发队列,所以12,34执行完的先后顺序不确定,但是能保证先执行12,在执行dispatch_barrier_async函数任务,最后执行34 */ - (void)barrier { dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("12312312", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"----1-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"----2-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_barrier_async(queue, ^{ NSLog(@"----barrier-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"----3-----%@", [NSThread currentThread]); }); dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"----4-----%@", [NSThread currentThread]); }); } @end
7:GCD下完整的单例模式:GCD模式下的单例保证了线程的安全,dispatch_once是线程安全的,防止同一时间多条线程初始化同一个变量
#import "XMGPerson.h" @interface XMGPerson() <NSCopying> @end @implementation XMGPerson /** * 模拟三种情况得到单例对象: 1:alloc创建对象 2:通过对象copy得到一个新对象 3:直接调用sharedPerson得到一个新对象 2:1:先用static定义一个下划线的成员变量 2:alloc方法内部会调用allocWithZone方法,用dispatch_once函数调用父类[super allocWithZone:zone]去开辟空间 3:当在类中实现copyWithZone方法时,需要类去遵守NSCopying协议,直接将成员变量返回,是因为调用copy之前该对象已经被初始化了 */ static XMGPerson *_person; + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _person = [super allocWithZone:zone]; }); return _person; } + (instancetype)sharedPerson { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _person = [[self alloc] init]; }); return _person; } - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone { return _person; } @end
8:单例的宏定义:其中的表示下一行也属于宏定义
// .h文件 #define XMGSingletonH(name) + (instancetype)shared##name; // .m文件 #define XMGSingletonM(name) static id _instance; + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _instance = [super allocWithZone:zone]; }); return _instance; } + (instancetype)shared##name { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _instance = [[self alloc] init]; }); return _instance; } - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone { return _instance; }
9:非GCD模式下的单例:加锁的目的是保证线程安全,防止同一时间多条线程访问初始化同一个变量
#import "XMGPerson.h" @interface XMGPerson() @end @implementation XMGPerson static id _instance; + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { @synchronized(self) { if (_instance == nil) { _instance = [super allocWithZone:zone]; } } return _instance; } + (instancetype)sharedInstance { @synchronized(self) { if (_instance == nil) { _instance = [[self alloc] init]; } } return _instance; } - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone { return _instance; } @end