iOS 多线程的概念、原理

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线程和进程的关系和区别

线程定义

• 线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行
• 进程要想执行任务，必须得有线程，进程至少要有一条线程
• 程序启动会默认开启一条线程，这条线程被称为主线程或 UI 线程

进程定义

• 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的且受保护的内存空间内
• 通过“活动监视器”可以查看 Mac 系统中所开启的进程

进程与线程的区别

• 地址空间：同一进程的线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间。
• 资源拥有：同一进程内的线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，但是进程之间的资源是独立的。
• 一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
• 进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程
• 执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
• 线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

多线程的意义

优点

• 能适当提高程序的执行效率
• 能适当提高资源的利用率（CPU，内存）
• 线程上的任务执行完成后，线程会自动销毁

缺点

• 开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一个线程都占 512 KB）
• 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 在调用线程上的开销就越大

• 程序设计更加复杂，比如线程间的通信、多线程的数据共享

  
  图2.png

好像主线程也是512KB，而不是1MB

多线程的原理

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多线程的生命周期

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• 新建线程，执行start，线程必须start，否则没有作用。但也不可以重复start，会导致崩溃
• 线程start后，将会进入Runnable状态。
• 进入Runnable状态后，进入Running状态，当前线程会被CPU调度。也有可能在进入Running状态后，线程切换，返回Runnable状态

CPU如何调度线程？线程池的原理

图5-线程池参数.png
图6-线程池的原理.png
1.系统有一个可调度线程池，如果线程池里有这个线程，就会开始执行。
2.如果没有，将判断线程池大小是否小于核心线程池大小，如果小于，那将会开辟新的线程来执行任务。
3.如果大于线程池，代表线程池没有能力再去开辟新的线程，只能依赖于原有的线程去执行 ，就将判断工作队列是否已满，如果没满就将任务提交到工作队列，等待执行任务。
4.满了的话，线程池就会判断所有线程是否都在工作，如果有空闲的线程，就让这条线程去执行任务。
5.如果还是没有空闲的线程，就将任务交给饱和策略。
6.饱和策略分为四种

Abort策略：默认策略，新任务提交时直接抛出未检查的异常RejectedExecutionException，该异常可由调用者捕获。
CallerRuns策略：为调节机制，既不抛弃任务也不抛出异常，而是将某些任务回退到调用者。不会在线程池的线程中执行新的任务，而是在调用exector的线程中运行新的任务。
Discard策略：新提交的任务被抛弃。
DiscardOldest策略：队列的是“队头”的任务，然后尝试提交新的任务。（不适合工作队列为优先队列场景）

• Running后，有可能任务会造成堵塞，当造成堵塞的任务执行结束后，同样会回到Runnable状态，继续执行Running
• 死亡，分为任务执行结束跟强制退出线程exit

线程操作

查看NSThread相关文件可以看到，线程有多种状态，可以根据不同情况，判断线程的状态，来做不同的操作。可通过重写下面的方法掌握线程的生命周期(YYKit)。
一般情况下，我们很少去中止一个网络请求，按照一般的情况，是没办法中止的，但是依靠线程，通过关闭线程，从而达到中止网络请求的目的。

@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

- (void)cancel API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)start API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)main API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)); // thread body method

线程安全

这是一张经典的多线程比喻图。多端增删改查。

图7.png

如何避免上图的情况?如何保证线程安全？
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