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进程
- 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
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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)
- 1个线程中任务的执行是串行的(
执行完上一个才能执行下一个
)
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多线程
- 1个进程中可以开启多条线程,多条线程可以并行(同时)执行不同的任务
- 线程可以并行, 但是每个线程中的任务还是串行
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多线程原理
- 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)
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多线程优缺点
- 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
- 线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大
- 如果开启大量的线程,会降低程序的性能
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
- 优点
- pthread
- 类型: C语言中类型的结尾通常 _t/Ref,而且不需要使用 *
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/* 参数: 1. 线程代号的地址 2. 线程的属性 3. 调用函数的指针 - void *(*)(void *) - 返回值 (函数指针)(参数) - void * 和 OC 中的 id 是等价的 4. 传递给该函数的参数 返回值: 如果是0,表示正确 如果是非0,表示错误码 */ NSString *str = @"jx"; pthread_t thid; int res = pthread_create(&thid, NULL, &demo, (__bridge void *)(str)); if (res == 0) { NSLog(@"OK"); } else { NSLog(@"error %d", res); }
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NSThread
- 一个NSThread对象就代表一条线程
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创建线程的几种方式
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// 1.创建线程 NJThread *thread = [[NJThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"jx"]; // 设置线程名称 [thread setName:@"ljx"]; // 设置线程的优先级 // 优先级仅仅说明被CPU调用的可能性更大 [thread setThreadPriority:1.0]; // 2.启动线程 [thread start];
- detach/performSelector + 优点:简单快捷 + 缺点:无法对线程进行更详细的设置 ```objc // 1.创建线程 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"jx"]; // 1.创建线程 // 注意: Swift中不能使用, 苹果认为这个方法不安全 [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"jx"];
- 线程状态
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启动线程 NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil]; [thread 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 注意:一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务 如图:
多线程的安全隐患
- 被锁定的代码同一时刻只能有一个线程执行
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@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }
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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
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互斥锁注意点
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- 锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的
- 锁定范围越大, 性能越差
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原子和非原子属性
- 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
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自旋锁 & 互斥锁
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- 共同点 都能够保证同一时间,只有一条线程执行锁定范围的代码
- 不同点
- 互斥锁:如果发现有其他线程正在执行锁定的代码,线程会进入"休眠"状态,等待其他线程执行完毕,打开锁之后,线程会被"唤醒"
- 自旋锁:如果发现有其他线程正在执行锁定的代码,线程会"一直等待"锁定代码执行完成! 自旋锁更适合执行非常短的代码!
- 线程间通信
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- 子线程做耗时操作, 主线程更新数据
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#import "ViewController.h" @interface ViewController () @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView; @end @implementation ViewController - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // 开启一个子线程下载图片 [self performSelectorInBackground:@selector(downlod) withObject:nil]; } - (void)downlod { NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // 1.下载图片 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.4j4j.cn/upload/pic/20130531/07ed5ea485.jpg"]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 2.将二进制转换为图片 UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; // 3.跟新UI #warning 注意: 千万不要在子线程中更新UI, 会出问题 /* waitUntilDone: YES: 如果传入YES, 那么会等待updateImage方法执行完毕, 才会继续执行后面的代码 NO: 如果传入NO, 那么不会等待updateImage方法执行完毕, 就可以继续之后后面的代码 */ /* [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImage:) withObject:image waitUntilDone:NO]; */ // 开发中常用 // [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES]; // 可以在指定的线程中, 调用指定对象的指定方法 [self performSelector:@selector(updateImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES]; } - (void)updateImage:(UIImage *)image { NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // 3.更新UI self.imageView.image = image; }
- GCD
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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
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执行任务
- 同步方法: dispatch_sync
- 异步方法: dispatch_async
- 同步和异步的区别
- 同步:只能在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
- 异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
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队列
- 并发队列
- 可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)
- 并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效
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GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,可以无需手动创建 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_t priority, // 队列的优先级 unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可 获得全局并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 全局并发队列的优先级 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中) #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
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串行队列 * 让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)
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GCD中获得串行有2种途径 使用dispatch_queue_create函数创建串行队列 // 创建串行队列(队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL) dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL); 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 使用dispatch_get_main_queue()获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
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注意点
同步和异步主要影响:能不能开启新的线程- 同步:只是在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
- 异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
- 并发:允许多个任务并发(同时)执行
- 串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务
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各种任务队列搭配
- 同步 + 串行 *
- 同步 + 并发 *
- 异步 + 串行 *
- 异步 + 并发 *
- 异步 + 主队列 *
- 同步 + 主队列 *
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GCD线程间通信
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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 }); });
- GCD其它用法
- 延时执行
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dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // 2秒后执行这里的代码... });
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一次性代码
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在
程序运行过程中
只被执行1次
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在
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static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的) });
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快速迭代
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dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){ // 执行10次代码,index顺序不确定 });
- barrier
- 在前面的任务执行结束后它才执行,而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
不能是全局的并发队列
所有的任务都必须在一个队列中
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dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 队列组
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dispatch_group_t group = 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... });
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iOS中多线程的实现方案
- 如图:
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单例模式
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单例模式的作用
- 可以保证在程序运行过程,一个类只有一个实例,而且该实例易于供外界访问,从而方便地控制了实例个数,并节约系统资源
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单例模式的使用场合
- 在整个应用程序中,共享一份资源(这份资源只需要创建初始化1次)
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ARC中,单例模式的实现
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在.m中保留一个全局的static的实例 static id _instance; 重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全) + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken,^{ _instance = [super allocWithZone:zone]; }); return _instance; } 提供1个类方法让外界访问唯一的实例 + (instancetype)sharedInstance { static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ _instance = [[self alloc] init]; }); return _instance; } 实现copyWithZone:方法 - (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone { return _instance; } 注意点 // 注意点: 单例是不可以继承的, 如果继承引发问题 // 如果先创建父类, 那么永远都是父类 // 如果先创建子类, 那么永远都是子类
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- 并发队列