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iOS多线程01

作者：佚名 IOS开发编辑：admin 更新时间：2022-07-23

进程
- 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
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)
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
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）
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

pthread

类型: C语言中类型的结尾通常 _t/Ref，而且不需要使用 *

/*
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);
}

NSThread
- 一个NSThread对象就代表一条线程
创建线程的几种方式

// 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

    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

@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码  }

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
互斥锁注意点
- 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
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
自旋锁 & 互斥锁
- 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
- - 子线程做耗时操作, 主线程更新数据

#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
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
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

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

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

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）

        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();

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
并发和串行主要影响：任务的执行方式
- 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
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 *
GCD线程间通信

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

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...
});

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

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) });

```
快速迭代
```

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
- ```
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
```
队列组

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...
});

iOS中多线程的实现方案
- 如图：

单例模式

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

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）
ARC中，单例模式的实现

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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