前言

线程是用来执行任务的,线程彻底执行完任务A才能去执行任务B。为了同时执行两个任务,产生了多线程。

我打开一个视频软件,我开辟一个线程A让它执行下载任务,我开辟一个线程B,用来播放视频。我开辟两个线程后,这两个任务能同时执行,如果我开辟一  个线程,只有下载任务完成,才能去执行播放任务。

线程相当于店里的服务员,一个服务员同时只能做一件事情,多顾几个服务员,就能同时做很多事情。

进程

1、进程是应用程序的执行实例,简单来说就是在操作系统中运行的程序。例如我在手机上只打开QQ和微信这两个软件,系统中就会有两个进程存在。

2、进程不能执行任务

3、进程在运行时创建的资源随着进程的终止而死亡。

线程

1、进程本身是不能执行任务的,进程想要执行任务必须的有线程,线程是进程内部的一个独立的执行单元,同时只能执行一个任务,相当于一个子程序。线程被分为两种,主线程(用户界面线程)和子线程(工作线程或称为后台线程)。我在望京(操作系统)开了一个橘子产品体验店(进程),里面有很多工作人员,有店长帮我布置门面(主线程),咨询人员(子线程)、销售人员(子线程)。

2、线程执行完毕就会被销毁。

3、主线程(也称父线程)当应用程序启动时自动创建和启动,通常用来处理用户的输入并响应各种事件和消息。主线程的终止也意味着该程序的结束。

4、子线程:由主线程来创建,用来帮助主线程执行程序的后台处理任务。如果子线程A中又创建一个子线程B,在创建之后,这两者就是相互独立的,多个子线程之间效果上可以同时执行。

5、一个进程中可以有多个线程,并且所有线程都在该进程的虚拟地址空间中,可以使用进程的全局变量和系统资源。

6、线程状态:线程的五种状态

多线程

1、目前大多数的app,都需要连接服务器,而访问服务器的速度可能快也可能很慢。如果一个app访问服务器的操作没有在子线程操作的话,在该app访问服务器的过程中,该软件是不能响应用户的操作的,只有该app访问结束以后,app才能响应用户的操作,这就造成线程阻塞,也就是我们常见的卡顿现象。一条线程在同一时间内只能执行一个任务,但是进程可以有多条线程。可以开启多条线程来执行不同的任务,从而提高程序的执行效率,避免线程阻塞。

2、操作系统会根据线程的优先级(线程的优先级可以手动设置)来安排CPU的时间,优先级高的线程,优先调用的几率会更大,同级的话,看线程执行的先后。

3、同一时间内,CPU只能处理一条线程,只有一条线程在工作。多线程并行执行,其实就是各个线程不断切换,因为执行切换的时间很快很快,就造成了同时执行的假象,原理如下,比如A,B两个线程;

A执行到某一时间段要切换了,可A任务没完成,系统就会把A当前执行的位置和数据以入栈的方式保存起来

然后B线程执行,B执行时间到了,它的位置状态等也会被系统保存到B的栈中。

4、系统自动找到A的栈,将A之前保存的数据恢复,又可以从A之前断开的状态继续执行下去,如此循环,系统每开一个线程都有比较大的开销。若线程开的过多,不仅会占用大量内存和让程序变得更加复杂,而且会加重CPU的负担,这样的软件,会使你的手机在冬天变成暖手宝。

Why(为什么使用多线程)

提高程序执行效率,避免线程阻塞造成的卡顿现象。

能适当提高资源利用率(CPU,内存)。

不可滥用多线程:

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,可以自己设置内存大小,但必须是4的倍数),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在调度线程上的开销就越大

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

总结

线程与进程的关系

线程是CPU执行任务的基本单位,一个进程可以有多个线程,但同时只能执行一个任务。

进程就是运行中的软件,是动态的。

一个操作系统可以对应多个进程,一个进程可以有多条线程,但至少有一个线程

同一个进程内的线程共享进程里的资源

 
NSThread常用方法
  • 使用NSThread开辟线程的两种方式:
  1. 创建手动开启方式

     NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(thread) object:@"thread"];
         //开启线程
         [thread start];
  2. 创建并自动开启方式
         /*
          创建并自动开启方式
          */
         [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(thread1:) toTarget:self withObject:@"thread1"];

线程分类

1> 主线程 : UI线程,显示、刷新UI界面,处理UI控件的事件

2> 子线程 : 后台线程,异步线程

注意点:不要把耗时的操作放在主线程,要放在子线程中执行,因为主线程包含用户界面的操作,因此减少主线程执行耗时操作,重要的原因是为了避免挑战用户耐心。

NSThread常用操作

  • 创建和启动线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 线程一启动,就会在线程thread中执行self的run方法
  • 主线程相关方法
+ (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
  • 获得当前线程
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;
  • 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
  • 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

线程的状态

  1. 程序中的线程可能的状态演变

    如下图,展示线程的在不同时期的状态

  2.线程状态的控制方法

  • 启动线程
- (void)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

多线程的安全隐患

  1. 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
  • 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
  • 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

如下图所示的线程安全隐患分析:

  为了解决如图所示的问题,我们可以使用NSThread中的互斥锁技术,如下图所示:

安全隐患解决 – 互斥锁

  • 互斥锁使用格式
@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码  }

注意:锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的

  • 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

  • 互斥锁的使用前提:多条线程抢夺同一块资源
  • 相关专业术语:线程同步

    线程同步的意思是:多条线程在同一条线上执行(按顺序地执行任务)

    互斥锁,就是使用了线程同步技术

原子和非原子属性

  • OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择

    atomic:原子属性,为setter方法加锁(默认就是atomic)

    nonatomic:非原子属性,不会为setter方法加锁

  • 原子和非原子属性的选择

nonatomic和atomic对比

      • 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

    2.iOS开发的建议

      • 所有属性都声明为nonatomic
      • 尽量避免多线程抢夺同一块资源
      • 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理,减小移动客户端的压力

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;
  • 线程间通信示例 – 图片下载

 
 

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