OC中多线程的使用、概念、创建方式、生命周期、使用注意等

妖狐艹你老母 2022-08-04 14:43 127阅读 0赞

进程

什么是进程：在我们的系统中正在运行的程序

进程的作用：负责给应用程序分配内存空间（该空间是受保护的，独立的）

线程

什么是线程：线程是CPU调度的最小单元，由CPU调度

线程的作用：负责执行应用程序中的代码，在系统中运行着的程序的代码只能由线程执行

线程创建过程：应用程序在启动过程中，系统会自动创建默认的线程，也就是程序的主线程/UI线程

线程与进程之间的关系：一个进程至少有一个线程(即主线程)，一个进程中可以有多个线程

主线程的主要作用

a、显示\\刷新UI界面

b、处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）

主线程相关用法

+ (NSThread \*)mainThread; // 获得主线程

- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程

+ (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程

开发原则：1、比较耗时的操作都放到子线程中（一般是在进行网络请求的时候，或者是执行时间不可控的时候）

2、UI操作、与用户交互的代码都放到主线程中，其一是因为为了保证用户操作的流程性，其二是因为所有的UI控件都在UIKIT框架中，而UIKIT框架采用的就是这种机制，苹果公司也推荐这种用法，都是非线程安全的，为了保证正确，将所有的用户交互的代码放到主线程中，而单一的线程是按顺序执行的，所以就避免了非线程安全的问题

线程内的代码的执行顺序：

串行执行：同一线程中，该线程中的任务代码按顺序执行，同一时间只能执行一块代码

并发执行：一个进程可以创建多个子线程，在不同的线程中，任务同时执行（其实是一种假象，是因为CPU的调度速度非常快速，所以感觉是一起执行的）(即多线程)

并行执行：真正的同时执行，由多个CPU同时执行

多线程的优点

a、能适当提高程序的执行效率

b、能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）

多线程的缺点

a、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

b、线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大

c'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

线程安全：保证多条线程进行读写操作,都能够得到正确的结果!

使用线程同步技术

解决方案:互斥锁

优点:能有效防止因多线程抢夺资源而引起的数据安全问题!

缺点:需要消耗大量的CPU资源!

原理：多条线程在同一条线上按顺序执行任务!

iOS中多线程的实现方案

方案1：pthread：C

一套通用的多线程API、适用于Unix\\Linux\\Windows等系统、跨平台\\可移植、使用难度大

//创建线程：返回值: 0 == 创建成功，!= 0 返回的是失败的状态码
 // pthread_t *restrict :线程标识符的地址，标识一条线程。
 // const pthread_attr_t *restrict: 给线程设置属性。
 // <#void *(*)(void *)#>: 要执行的方法
 // <#void *restrict#> : 传递给执行函数的参数
 int result = pthread_create(&mythread, NULL, longTimeOperation, str);

方案2：NSThread：OC

使用更加面向对象、简单易用，可直接操作线程对象

创建、启动线程，initWithTarget：在哪里执行，object:参数
         NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
         
         就会告诉 CPU 准备就绪,可以随时接受 CPU 调度! CPU 调度当前线程之后,就会在线程thread中执行self的run方法
         [thread start];
    
         NSThread *current = [NSThread currentThread];
         
         线程的调度优先级
         + (double)threadPriority;
         + (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
         - (double)threadPriority;
         - (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
         调度优先级的取值范围是0.0 ~ 1.0，默认0.5，值越大，优先级越高
         
         线程的名字
         - (void)setName:(NSString *)n;
         - (NSString *)name;
         
         第二种创建方式：创建线程后自动启动线程
         [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
         
         第三种创建方式：隐式创建并启动线程
         [self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
         
         上述2种创建线程方式的优缺点
         优点：简单快捷
         缺点：无法对线程进行更详细的设置
    
         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

/*
 线程状态
 线程池:存放线程的池子! 分为:
 可调度线程池: CPU 只会调度可调度线程池中的线程! 下面蓝色状态都位于可调度线程池中! '就绪' ,'运行'!
 不可调度线程池: 下面红色状态都位于不可调度线程池中! "新建" ,"阻塞" ,"死亡"!
 
 线程状态:
 start CPU调度当前线程 运行结束/强制退出(exit)
 "新建" ---------->'就绪' -----------------> '运行' -----------------------> "死亡";
 
 CPU 调度其他线程 CPU调度当前线程
 '运行' ------------------> '就绪'-----------------> '运行'
 
 调用 sleep/等待互斥锁 sleep时间到/得到互斥锁
 '运行' -----------------------> "阻塞"-----------------------> '就绪';
 
 线程运行结束或者强制退出(exit)就进入 "死亡" 状态;
 "注意:一旦线程停止(死亡),就不可以再次开启任务!程序会挂掉: Crash!
 面试语句: 平时开发中,要特别关注 Crash! :"PO"级别的 "Bug";
 注意：一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务
 
 线程间通信
 什么叫做线程间通信
 在1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
 
 线程间通信的体现
 1个线程传递数据给另1个线程
 在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
 
 线程间通信常用方法
 - (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
 - (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
 */<pre name="code" class="html">

<pre name="code" class="html">//屏幕点击的时候触发,线程间的通信演示
 -(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
 
 NSLog(@"touchesBegan:%@",[NSThread currentThread]);
 
 //创建一个线程对象
 NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(didDownLoadImage) object:nil];
 
 //设置线程名称，一般用于调试
 thread.name = @"我是自定义的子线程";
 
 //设置线程大小
 //thread.stackSize = 1024 * 1;
 
 //将线程加入到可执行线程池中，CPU随时可以调用
 [thread start];
 }
 
 //线程方法
 -(void)didDownLoadImage{
 
 NSLog(@"didDownLoadImage:%@",[NSThread currentThread]);
 
 //网络资源唯一标示符，
 NSURL *url = [[NSURL alloc] initWithString:@"http://e.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/11385343fbf2b211e7d75bf9cf8065380dd78e88.jpg"];
 
 //获取本地图片
 //NSURL *url = [[NSURL alloc] initWithString:@"file:Users/mac/Desktop/img01.png"];
 
 //将路径转换为二进制对象，获取网络中的资源
 NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
 
 //将图片保存到本地
 [data writeToFile:@"/Users/mac/Desktop/多线程/image/mv01.jpg" atomically:YES];
 
 //将二进制文件转换为图片
 UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
 
 //图片下载成功后，返回主线程显示图片
 [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
 }
 
 //显示图片
 -(void)showImage:(UIImage*)image{
 
 NSLog(@"showImage:%@",[NSThread currentThread]);
 
 //设置图片
 self.gsImage.image = image;
 }

//
 // ViewController.m
 // 可变化的宫格
 //
 // Created by mac on 15/9/1.
 // Copyright (c) 2015年 superMac. All rights reserved.
 //
 
 #import "ViewController.h"
 
 #define magin 4
 #define count 20
 #define cell 4
 #define row (count / cell + (count % cell > 0 ? 1 : 0))
 #define gsScreenWidth [[UIScreen mainScreen] bounds].size.width
 #define gsScreenHeight [[UIScreen mainScreen] bounds].size.height
 #define gsHeight (gsScreenWidth - (magin * (row + 1))) / row + 50
 #define gsWidth (gsScreenWidth - (magin * (cell + 1))) / cell
 
 @interface ViewController ()
 
 @end
 
 @implementation ViewController
 
 - (void)viewDidLoad {
 [super viewDidLoad];
 
 [self showImage];
 }
 
 -(void)showImage{
 
 for (int i = 0; i < count; i++) {
 //行的下标
 CGFloat rowIndex = i / cell;
 //列的下标
 CGFloat cellIndex = i % cell;
 
 //x
 CGFloat x = (magin + gsWidth ) * cellIndex + magin;
 //y
 CGFloat y = (magin + gsHeight) * rowIndex + magin;
 
 //创建imageView
 UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"mv01.jpg"]];
 
 imageView.frame = CGRectMake(x, y, gsWidth, gsHeight);
 
 [self.view addSubview:imageView];
 }
 }
 @end

方案3：GCD：C

旨在替代NSThread等线程技术、充分利用设备的多核

方案4：NSOperation：OC

基于GCD（底层是GCD）、比GCD多了一些更简单实用的功能、使用更加面向对象

补充

添加桥接的目的

凡是函数名中带有create\\copy\\new\\retain等字眼, 都应该在不需要使用这个数据的时候进行release

GCD的数据类型在ARC环境下不需要再做release

CF(Core Foundation)的数据类型在ARC\\MRC环境下都需要再做release

安全隐患

资源共享

1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源