多线程及其相关的概念

• 进程

  • 进程是指在系统正在运行的一个应用程序

  • 比如同时打开微信、QQ，系统就会分别启动两个进程

  • 每个进程之间是独立的，且运行在其专用并受保护的内存空间内

• 线程

  • 线程是进程的基本执行单元，一个进程想要执行任务，必须的有线程（一个进程至少有一个线程）
  • 比如qq进行文字聊天，使用微信进行视频聊天，都需要在线程中执行

• 线程的串行

  • 如果一个线程中执行多个任务，那么只能一个一个的按顺序执行，也就是说，在同一时间内，一个线程中只能执行一个任务
  • 比如在一个线程中3个下载任务（任务A，任务B，任务C）
  • 因此也认为线程是进程中的一条执行路径

• 多线程

  • 一个进程中可以开启多条线程，每个线程可以并行（同时）执行不同的任务
    • 可以将进程比作工厂车间，线程比作车间工人，由不同任务的车间工人在车间运作，最后生产出产品。因此呢，可以说多线程技术可以提高程序的执行效率
  • 比如同时开启3条线程分别操作3个下载任务（任务A，任务B，任务C）

• 多线程的原理

  • 同一时间，CPU只能处理一条线程，只有一条线程在工作
  • 多线程并发执行时，其实是CPU快速的在线程之间调度
  • 如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多条线程并发执行的假象

• 多线程的优缺点

  • 优点
    • 能够适当的提高程序的执行效率
    • 能够适当提高资源的利用率（CPU、利用率）
  • 缺点
    • 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
    • 线程越多，CPU在调度线程上得开销就越大
    • 程序设计更加复杂：比如线程之间通信，多线程的数据共享

• 主线程

  • 一个iOS程序运行后，默认会开启一条线程，该线程称为“主线程”或“UI线程”
  • 显示/刷新UI界面
  • 处理UI事件（比如点击事件，滚动事件，拖拽事件）
  • 不要将比较耗时的操作放在主线程中（因为耗时操作会卡主主线程，严重影响UI的流畅度，会给用户一种“卡”的感觉，体验效果不好）

• 多线程的使用方案

  • | 技术方案 | 简介 | 语言 | 线程的生命周期 | 使用频率 |
    | :———: | —————————————- | :–: | :—–: | :–: |
    | NSThread | 1.面向对象的使用 2.简单易用可以操作线程对象 | OC | 程序员管理 | 偶尔使用 |
    | GCD | 1.旨在代替NSThread等线程技术 2.充分利用设备的多核 | C | 自动管理 | 经常使用 |
    | NSOperation | 1.基于GCD 2.使用更加面向对象 3.比GCD多了一些更简单的使用的功能 | OC | 自动管理 | 经常使用 |

• NSThread创建多线程方法

  • 1 2	NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"abc"]; [thread start];

  • [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"miss"];

  • [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"back"];

• 互斥锁

  • 优点
    • 有效的防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
  • 缺点
    • 因为线程等待，需要消耗大量的CPU资源
  • 注意
    • 互斥锁又叫线程同步

• 线程同步

  • 线程同步指的是多条线程在同一条线上执行（按顺序执行任务）

  • 1	@synchronized (self){}

• 线程通信

  • 在一个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间是存在有通信关系的

• 线程通信的体现

  • 一个线程传递数据给另外一个线程
  • 一个线程执行完成任务后转到另外一个线程继续执行任务

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//在主线程使用这种耗时的方法会消耗主线程，所以需要使用到子线程来回调
	NSDate *begin = [NSDate date];    
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:IMAGE_URL];    
    NSDate *end = [NSDate date];    
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    NSLog(@"%f",[end timeIntervalSinceDate:begin]);  
    self.imageView.image = [UIImage imageWithData:data];
//线程通信----由子线程回归到主线程
	NSURL *url = [NSURL URLWithString:IMAGE_URL];
    
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
	
	//方法一
	[self performSelectorOnMainThread:@selector(loadImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
	//方法二
	[self performSelector:@selector(loadImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:NO];
	//方法三
	[self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];
	
	
//然后通过调用的方法传值
	- (void) loadImage:(id)obj {
      self.imageView.image = obj;
	}

• GCD
  • 纯C语言，提供了非常强大的函数
  • 优势
    • GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
    • GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核，四核）
    • GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程，调度任务，销毁线程）
    • 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
  • 任务：执行什么操作
    • 同步任务
      • Dispatch_sync(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
      • queue：队列
      • block：任务
    • 异步任务
      • Dispatch_async(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
    • 同步异步：能不能开启新的线程
      • 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：
        • 可以再新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
  • 队列：用来存放任务
    • 并发与串行：任务的执行方式
      • 并发队列（ConCurrent Dispatch Queue）
        • 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）
        • 并发的功能只有在异步函数（dispatch_async）下才有效
        • dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)创建并行队列
          • label:表示队列的名字（标识）
          • attr：表示队列的属性，根据这个设置判断是并行队列还是串行队列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并行队列）
        • Dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority, unsigned long flags);获得全局的并发队列
          • Priority:队列的优先级（分为高，默认，低，后台）
          • flags：此函数暂时无用，用0即可
      • 串行队列（Serial Dispatch Queue）
        • 让任务一个接着一个的执行（也就是说须等一个任务执行完毕后才可执行下一个任务）
        • dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)创建串行队列
          • label:表示队列的名字（标识）
          • attr：表示队列的属性，根据这个设置判断是并行队列还是串行队列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL或者NULL表示串行队列）
        • 使用主队列（与主线程相关联的队列）
          • 使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
  • 步骤：
    • 定制任务—-确定想做的事情
    • 将任务添加到队列中—-GCD会自动将队列的任务取出，放到对应的线程中执行
  • 注意：
    • 任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出