microleo的个人博客

iOS开发--多线程 NSThread GCD 学习

1.基本概念

  • 1.1 进程

    进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。每个进程之间是独立的,每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。

  • 1.2 线程

(1)基本概念

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),线程是进程的基本执行单元,一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行。

(2)线程的串行

1个线程中任务的执行是串行的,如果要在1个线程中执行多个任务,那么只能一个一个地按顺序执行这些任务。也就是说,在同一时间内,1个线程只能执行1个任务。
  • 1.3 多线程

(1)基本概念

即1个进程中可以开启多条线程,每条线程可以并行(同时)执行不同的任务。

(2)线程的并行

并行即同时执行。比如同时开启3条线程分别下载3个文件(分别是文件A、文件B、文件C。

(3)多线程并发执行的原理

在同一时间里,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行)。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),如果CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象

(4)多线程优缺点

优点
    1)能适当提高程序的执行效率。
    2)能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)

缺点
    1)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。
    2)线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大。
    3)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
  • 1.4 多线程在iOS开发中的应用

(1)主线程

1)一个iOS程序运行后,默认会开启1条线程,称为“主线程”或“UI线程”。
2)作用。刷新显示UI,处理UI事件。

(2)使用注意

1)不要将耗时操作放到主线程中去处理,会卡住线程。
  • 1.5 iOS中多线程的实现方案

(1)pthread

01 特点:
(1)一套通用的多线程API
(2)适用于Unix\Linux\Windows等系统
(3)跨平台\可移植
(4)使用难度大

02 使用语言:c语言
03 使用频率:几乎不用
04 线程生命周期:由程序员进行管理

(2) NSThread

01 特点:
(1)使用更加面向对象
(2)简单易用,可直接操作线程对象

02 使用语言:OC语言
03 使用频率:偶尔使用
04 线程生命周期:由程序员进行管理

(3)GCD

01 特点:
(1)旨在替代NSThread等线程技术
(2)充分利用设备的多核(自动)

02 使用语言:OC语言
03 使用频率:经常使用
04 线程生命周期:自动管理

(4) NSOperation

01 特点:
(1)基于GCD(底层是GCD)
(2)比GCD多了一些更简单实用的功能
(3)使用更加面向对象

02 使用语言:OC语言
03 使用频率:经常使用
04 线程生命周期:自动管理

2.pthread

(1)pthread的基本使用(需要包含头文件)

//使用pthread创建线程
pthread_t thread;
NSString *name = @"wendingding";
//使用pthread创建线程
//第一个参数:线程对象地址
//第二个参数:线程属性
//第三个参数:指向函数的执行
//第四个参数:传递给该函数的参数
pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));


3.NSThread

(1)NSThread的基本使用

//第一种创建线程的方式:alloc init.
//特点:需要手动开启线程,可以拿到线程对象进行详细设置
//创建线程
/*
第一个参数:目标对象
第二个参数:选择器,线程启动要调用哪个方法
第三个参数:前面方法要接收的参数(最多只能接收一个参数,没有则传nil)
*/
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"wendingding"];
//启动线程
[thread start];
//第二种创建线程的方式:分离出一条子线程
//特点:自动启动线程,无法对线程进行更详细的设置
/*
第一个参数:线程启动调用的方法
第二个参数:目标对象
第三个参数:传递给调用方法的参数
*/
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"我是分离出来的子线程"];
//第三种创建线程的方式:后台线程
//特点:自动启动县城,无法进行更详细设置
[self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"我是后台线程"];

(2)设置线程的属性

//设置线程的属性
//设置线程的名称
thread.name = @"线程A";
//设置线程的优先级,注意线程优先级的取值范围为0.0~1.0之间,1.0表示线程的优先级最高,如果不设置该值,那么理想状态下默认为0.5
thread.threadPriority = 1.0;

(3)线程的状态(了解)

//线程的各种状态:新建-就绪-运行-阻塞-死亡
//常用的控制线程状态的方法
[NSThread exit];//退出当前线程
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];//阻塞线程
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];//阻塞线程
//注意:线程死了不能复生

(4)线程安全

01 前提:多个线程访问同一块资源会发生数据安全问题
02 解决方案:加互斥锁
03 相关代码:@synchronized(self){}
04 专业术语-线程同步
05 原子和非原子属性(是否对setter方法加锁)

(5)线程间通信

-(void)touchesBegan:(nonnull NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event
{
// [self download2];
//开启一条子线程来下载图片
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:self withObject:nil];
}
-(void)downloadImage
{
//1.确定要下载网络图片的url地址,一个url唯一对应着网络上的一个资源
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p6.qhimg.com/t01d2954e2799c461ab.jpg"];
//2.根据url地址下载图片数据到本地(二进制数据
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//3.把下载到本地的二进制数据转换成图片
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
//4.回到主线程刷新UI
//4.1 第一种方式
// [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
//4.2 第二种方式
// [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
//4.3 第三种方式
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}

(6)如何计算代码段的执行时间

//第一种方法
NSDate *start = [NSDate date];
//2.根据url地址下载图片数据到本地(二进制数据)
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);
//第二种方法
CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",end - start);

###4.GCD

(1)GCD基本知识

01 两个核心概念-队列和任务
02 同步函数和异步函数

(2)GCD基本使用【重点】

01 异步函数+并发队列:开启多条线程,并发执行任务
02 异步函数+串行队列:开启一条线程,串行执行任务
03 同步函数+并发队列:不开线程,串行执行任务
04 同步函数+串行队列:不开线程,串行执行任务
05 异步函数+主队列:不开线程,在主线程中串行执行任务
06 同步函数+主队列:不开线程,串行执行任务(注意死锁发生)
07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异

(3)GCD线程间通信

//0.获取一个全局的队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//1.先开启一个线程,把下载图片的操作放在子线程中处理
dispatch_async(queue, ^{
//2.下载图片
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);
//3.回到主线程刷新UI
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
//打印查看当前线程
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
});
});

(4)GCD其它常用函数

01 栅栏函数(控制任务的执行顺序)
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
});
02 延迟执行(延迟·控制在哪个线程执行)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
});
03 一次性代码(注意不能放到懒加载)
-(void)once
{
//整个程序运行过程中只会执行一次
//onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"-----");
});
}
04 快速迭代(开多个线程并发完成迭代操作)
dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
});
05 队列组(同栅栏函数)
//创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//队列组中的任务执行完毕之后,执行该函数
dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block);