多线程的原理

2018-09-13  本文已影响8人  雷3雷

多线程的原理

同一时间,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

思考:如果线程非常非常多,会发生什么情况?

CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源

每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)

多线程的优点

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)

多线程的缺点

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

你更倾向于哪一种?

倾向于GCD:

GCD

技术是一个轻量的,底层实现隐藏的神奇技术,我们能够通过GCD和block轻松实现多线程编程,有时候,GCD相比其他系统提供的多线程方法更加有效,当然,有时候GCD不是最佳选择,另一个多线程编程的技术

NSOprationQueue 让我们能够将后台线程以队列方式依序执行,并提供更多操作的入口,这和 GCD 的实现有些类似。

这种类似不是一个巧合,在早期,MacOX

与 iOS 的程序都普遍采用Operation

Queue来进行编写后台线程代码,而之后出现的GCD技术大体是依照前者的原则来实现的,而随着GCD的普及,在iOS 4 与 MacOS X

10.6以后,Operation Queue的底层实现都是用GCD来实现的。

那这两者直接有什么区别呢?

1.GCD是底层的C语言构成的API,而NSOperationQueue及相关对象是Objc的对象。在GCD中,在队列中执行的是由block构成的任务,这是一个轻量级的数据结构;而Operation作为一个对象,为我们提供了更多的选择;

2.在NSOperationQueue中,我们可以随时取消已经设定要准备执行的任务(当然,已经开始的任务就无法阻止了),而GCD没法停止已经加入queue的block(其实是有的,但需要许多复杂的代码);

3.NSOperation能够方便地设置依赖关系,我们可以让一个Operation依赖于另一个Operation,这样的话尽管两个Operation处于同一个并行队列中,但前者会直到后者执行完毕后再执行;

4.我们能将KVO应用在NSOperation中,可以监听一个Operation是否完成或取消,这样子能比GCD更加有效地掌控我们执行的后台任务;

5.在NSOperation中,我们能够设置NSOperation的priority优先级,能够使同一个并行队列中的任务区分先后地执行,而在GCD中,我们只能区分不同任务队列的优先级,如果要区分block任务的优先级,也需要大量的复杂代码;

6.我们能够对NSOperation进行继承,在这之上添加成员变量与成员方法,提高整个代码的复用度,这比简单地将block任务排入执行队列更有自由度,能够在其之上添加更多自定制的功能。

总的来说,Operationqueue

提供了更多你在编写多线程程序时需要的功能,并隐藏了许多线程调度,线程取消与线程优先级的复杂代码,为我们提供简单的API入口。从编程原则来说,一般我们需要尽可能的使用高等级、封装完美的API,在必须时才使用底层API。但是我认为当我们的需求能够以更简单的底层代码完成的时候,简洁的GCD或许是个更好的选择,而Operation

queue 为我们提供能更多的选择。

倾向于:NSOperation

NSOperation相对于GCD:

1,NSOperation拥有更多的函数可用,具体查看api。NSOperationQueue 是在GCD基础上实现的,只不过是GCD更高一层的抽象。

2,在NSOperationQueue中,可以建立各个NSOperation之间的依赖关系。

3,NSOperationQueue支持KVO。可以监测operation是否正在执行(isExecuted)、是否结束(isFinished),是否取消(isCanceld)

4,GCD 只支持FIFO 的队列,而NSOperationQueue可以调整队列的执行顺序(通过调整权重)。NSOperationQueue可以方便的管理并发、NSOperation之间的优先级。

使用NSOperation的情况:各个操作之间有依赖关系、操作需要取消暂停、并发管理、控制操作之间优先级,限制同时能执行的线程数量.让线程在某时刻停止/继续等。

使用GCD的情况:一般的需求很简单的多线程操作,用GCD都可以了,简单高效。

从编程原则来说,一般我们需要尽可能的使用高等级、封装完美的API,在必须时才使用底层API。

当需求简单,简洁的GCD或许是个更好的选择,而Operation queue 为我们提供能更多的选择。

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