多线程理解

网络操作比较耗时,如果网络操作没有执行完毕,用户的其他操作就会被阻塞,用户感觉非常卡顿.体验不好.所以多线程是专门解决这种问题的.

单线程

1.操作内存的栈空间 , 速度非常快

1. 操作内存的常量区 , 速度比较快(比操作栈区稍微慢点) 3.操作内存的堆空间 , 速度有点慢,比操作常量区慢,循环非常消耗CPU资源 4.使用@""定义的字符串保存在常量区

I/O操作 : 速度非常慢,引入多线程后,不会造成程序卡顿.

小结： (1) 耗时操作的后果：如果只有一条线程，会造成程序卡顿，用户体验极差。 (2) 学习多线程的目的：将耗时操作放到后台线程去执行，从而避免卡住主线程。 (3) 通过耗时操作演练可知，操作效率的顺序： I/O操作 < 堆区 < 常量区 < 栈区。 (4) 使用@””定义的字符串保存在常量区，使用stringWithFormat拼接的字符串保存在堆区。 (5) 网络操作也属于耗时操作，通过多线程技术可以将耗时的网络操作放到后台线程去执行，从而提高程序执行效率，改善用户体验。 (6) - (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg 在后台线程执行某方法。

思考： (1)耗时操作会对我们的应用程序产生什么影响？ 耗时操作的后果：在主线程，耗时操作会造成程序卡顿，用户会以为程序死了，用户体验极差。

(2)耗时操作造成的程序卡顿问题该怎么解决？ 要想解决程序卡顿问题，就需要使用多线程技术，将耗时操作放到子线程去执行。

多线程的基本概念:

1.同步

（1）同步的概念：必须等待当前语句执行完毕，才可以执行下一个语句。

1.简单讲，同步就是指：代码从上往下一行一行按顺序执行。

2.异步

（2）异步的概念：不用等待当前语句执行完毕，就可以执行下一个语句。

2.简单讲，异步就是指：代码不一定按照从上往下的顺序执行，可以同时执行。

3.进程和线程的概念

3.1 进程

• 进程的概念：系统中正在运行的应用程序。
• 进程的特点：每个进程都运行在其专用且受保护的内存空间，不同的进程之间相互独立，互不干扰。

3.2 线程

1> 线程的概念：

• 一个进程要想执行任务，必须得有线程（每一个进程至少要有一条线程）。
• 线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都是在线程中执行的。

2> 线程的串行特点： 一条线程在执行任务的时候是串行(按顺序执行)的。

- 如果要让一条线程执行多个任务，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，一条线程只能执行一个任务。

4.多线的概念及原理

什么是多线程？ 1个进程可以开启多条线程，多条线程可以并发（同时）执行不同的任务。

多线程技术可以提高程序的执行效率。

4.2多线程的原理 首先，前提是单核CPU。

1> 同一时间，CPU只能处理一条线程，即同一时间，只有一条线程在工作（执行）。 2> 多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间进行调度(切换)。 3> 如果CPU调度线程的速度足够快，就会造成多线程并发执行的”假象”。

思考：如果线程开得非常多，会出现什么情况？

• CPU会在N多条线程之间调度，会消耗大量CPU资源
• 每条线程被调度的频次会降低（线程的执行效率降低）

多线程的优缺点

4.1 优点

1> 能适当提高程序的执行效率 2> 能适当提高资源的利用率(CPU、内存利用率)

4.2 缺点

1> 开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一条线程都占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，从而降低程序的性能。 2> 线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。 3> 线程越多，程序设计就会更复杂：比如 线程间通讯、多线程的数据共享等。

总结 : 开线程，必然就会消耗性能,却可以提高用户体验,在保证良好的用户体验的前提下,可以适当地开线程，一般开3-6条。

5.主线程

主线程 : 一个应用程序运行后，系统默认会开启1条线程，称为”主线程”或”UI线程”。

作用 : 显示 / 刷新 UI 界面 和 处理 UI 事件

主线程的使用注意 : 1> 不要将比较耗时的操作放到主线程去执行。 2> 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。

//__bridge 桥接 //MRC中内存管理原则：谁申请，谁释放 //ARC中会自动给OC对象，添加retain release autorelease //把OC中的对象，传递给c语言的函数，要桥接

在MRC开发中，不需要进行桥接。

NSThread

创建线程的3种方法

1.1 第一种方法: alloc initWithTarget

小结： （1）对象方法：- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument; （2）方法的作用：创建一个线程对象，执行 Target 的 selector 方法，并且可以给 selector 方法传递一个 object 参数。 （3）参数介绍： 1> Target:表示提供 selector 方法的对象，大多数情况(99%)是 self，但是也有可能不是self。 注意: 这里的 Target 并不一定是self，主要要看 selector 方法是谁的方法，是谁的方法，Target就写谁。 2> selector:交给线程执行的方法 3> object：传递给selector方法的参数。这个例子中，没有传递参数（object是nil）。 （4）通过 alloc initWithTarget 方法创建线程对象，需要调用 start 方法来启动线程。

1.2第二种方法: detach 方法

小结：

(1) 类方法：

• (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget: (id)target withObject:(nullable id)argument; (2) 方法的作用: 创建并启动线程(实例化一个线程对象之后直接启动线程) (3) 方法的参数: 1> Selector: 交给线程执行的方法 2> Target: 提供selector方法的对象，通常是self 3> Object: 要传递给 Selector 方法的参数 (4) 通过 detach 类方法创建线程，不需要调用 start 方法来启动线程，因为这个方法的底层会自动调用 start 方法。

1.3 第三种方法: perform方法

小结： (1) NSObject分类方法:

• (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg; (2) 方法的作用: 隐式(没有任何跟线程相关的字眼)创建并启动线程 (3) 参数介绍: 1> selector: 交给线程执行的方法 2> Object:要传递给 selector 方法的参数 3> 注意:这里的 selector 方法由 perform 方法的调用者来提供，这个例子中 demo 方法是由当前控制器对象提供的，即self。

既然是NSObject的分类方法，就说明:任何继承自NSObject的对象都可以直接调用这个方法。

1.5 总结：

(1) 创建线程的方法: pthread_create/alloc initWithTarget/detach/perform。

• 实际上，通过NSThread创建线程一共两种方法: initWithTarget 和 detach。
• perform方法是NSObject的分类方法。
• 如果算上pthread(仅作了解)，到目前为止，一共学习了4种创建线程的方法。

(2) 使用detach 和 perform这两种方法创建线程更加便利，其中perform方法使用起来更灵活。 (3) detach 和 perform 方法无法对线程进行更详细的设置，如果要对线程进行详细设置，只能使用alloc initWithTarget方法来创建。

3> 线程状态

NSTread 必须开启 , 才能运行

• 运行(Running): 当CPU调度到当前线程的时候，当前线程就是运行状态。

注意:线程执行完成之前，会一直在就绪状态和运行状态之间来回切换。并且这种切换是由CPU负责的，程序员不能干预。

• 阻塞(Blocked): 当满足某个预定条件时，可以使用休眠或者线程同步来阻塞线程的执行。

• 休眠(两个类方法)

• (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date; // 让线程休眠到指定时间
• (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti; // 让线程休眠一段时间

4.线程同步(互斥锁) @synchronized(self) { // 代码; }

注意：当线程对象进入阻塞状态之后，会被从”可调度线程池”中移出，这样的话，CPU就不会调度它。因为CPU只会调度”可调度线程池”中的线程对象。

5.死亡(Dead):

• 正常死亡:

线程对象将指定方法中的所有代码执行完毕，并且线程对象没有被复用，就会正常死亡。

• 非正常死亡:

调用 exit 方法，可以强行终止当前线程。线程被终止后，后续的代码就不会再执行。 注意:一定不要在主线程调用 exit 方法，主线程要是死了，程序就挂掉了。 一旦线程死亡，就不能再次被使用，只能重新创建线程。”线程死不能复生”

线程属性:

// 设置线程的名称 thread1.name = @"A";

小结：

(1) 含义: 线程的名称。 (2) 作用: 在多线程开发时，可以用来判断到底是哪个线程在执行指定的任务。 在企业级开发中，当程序发生崩溃的时候，可以帮助我们快速定位问题所在。

// 设置线程的优先级 thread1.threadPriority = 1.0;

小结：

(1) 取值: 取值范围 0.0 – 1.0，默认是 0.5，1.0表示优先级最高 。 (2) 使用注意: 优先级高，只表示当前线程被CPU调度的频率相对较高。并不表示CPU会先调度优先级高的线程执行完它的所有任务，才会去调度优先级低的线程去执行任务。

多线程共享资源

(1) 资源共享 1块资源可能被多个线程共享，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。 (2) 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。

线程隐患分析

当线程A和线程B同时对Integer类型的变量进行读写操作:

1.线程A读取到的值:17; 线程B读取到的值:17。 2.线程A对变量做+1操作，然后将结果18重新写入。 3.线程B也对变量进行+1操作，然后将结果18重新写入。

这个时候就出问题了，做了两次+1操作，结果仍然是18，显然是不对的。

分析解决方案

互斥锁

(2) 互斥锁的格式: @synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 } 在Xcode7之前，敲互斥锁的代码没有智能提示。 (3) 互斥锁的优缺点 1> 优点: 能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题 2> 缺点: 会消耗大量的CPU资源，影响程序的执行效率 (4) 相关专业术语: 线程同步 1> 线程同步的意思是: 当多条线程要访问同一块资源的时候，必须等待前一条线程访问完毕，后一条线程才可以访问。 2> 互斥锁，就是使用了线程同步技术。 (5) 使用注意 1> 互斥锁中的锁对象必须是一个全局的锁对象。 2> 互斥锁锁定的代码范围应该尽可能小，锁住读写部分的代码即可。 思考: 如果锁住整个while(YES)死循环，会产生什么后果？

互斥锁 和自旋锁的区别:

(1) 相同点: 都能够保证锁定范围的代码，同一时间，只有一条线程执行。 (2) 不同点:

1> 互斥锁 如果发现其它线程正在执行锁定代码，线程会进入休眠(阻塞状态)，等其它线程时间片到了打开锁后，线程就会被唤醒(执行)。 2> 自旋锁 如果发现有其它线程正在执行锁定代码，线程会以死循环的方式，一直判断锁定的代码是否解锁，一旦解锁，立即执行。 自旋锁更适合执行不耗时的代码。

在 info.plist 中 添加

NSAppTransportSecurity

     <dict>
     <key>NSAllowsArbitraryLoads</key>
     <true>

线程间通信

(1)什么叫做线程间通讯？ 在一个进程中，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。 小秘买完烟，必须得回来给班长汇报一下。

(2)线程间通信的体现 1.1个线程传递数据给另一个线程 2.在一个线程中执行完特定任务后，转到另一个线程继续执行任务

(3) 线程间通信常用方法 -(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

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