IOS多线程

2017-07-11  本文已影响0人  谢知行

1.基本概念

01 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。
02 线程
    2-1 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。
    2-2 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。
03 多线程
    3-1 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。
    3-2 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。
    3-3 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
    3-4 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
--------------------------
04 多线程在iOS开发中的应用
    4-1 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。
    4-2 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。
        2）和UI相关的刷新操作必须放到主线程中进行处理。
--------------------------
05 iOS中多线程的实现方案
    5-1 pthread
        a.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
        b.使用语言：c语言
        c.使用频率：几乎不用
        d.线程生命周期：由程序员进行管理

    5-2 NSThread
        a.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
        b.使用语言：OC语言
        c.使用频率：偶尔使用
        d.线程生命周期：由程序员进行管理

    5-3 GCD
        a.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）
        b.使用语言：C语言
        c.使用频率：经常使用
        d.线程生命周期：自动管理

    5-4 NSOperation
        a.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
        b.使用语言：OC语言
        c.使用频率：经常使用
        d.线程生命周期：自动管理

2.pthread

说明：pthread的基本使用（需要包含头文件）
    //使用pthread创建线程对象
    pthread_t thread;
    NSString *name = @"yezi";
    //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：指向函数的指针
    //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);

    06进入群组和离开群组
    dispatch_group_enter(group);//执行该函数后，后面异步执行的block会被gruop监听
    dispatch_group_leave(group);//异步block中，所有的任务都执行完毕，最后离开群组
    //注意：dispatch_group_enter|dispatch_group_leave必须成对使用

（5）补充

使用Crearte函数创建的并发队列和全局并发队列的主要区别：
1.全局并发队列在整个应用程序中本身是默认存在的，并且对应有高优先级、默认优先级、低优先级和后台优先级一共四个并发队列，我们只是选择其中的一个直接拿来用。而Crearte函数是实打实的从头开始去创建一个队列。
2.在iOS6.0之前，在GCD中凡是使用了带Crearte和retain的函数在最后都需要做一次release操作。而主队列和全局并发队列不需要我们手动release。当然了，在iOS6.0之后GCD已经被纳入到了ARC的内存管理范畴中，即便是使用retain或者create函数创建的对象也不再需要开发人员手动释放，我们像对待普通OC对象一样对待GCD就OK。
3.在使用栅栏函数的时候，苹果官方明确规定栅栏函数只有在和使用create函数自己的创建的并发队列一起使用的时候才有效（没有给出具体原因）
4.其它区别涉及到XNU内核的系统级线程编程，不一一列举。
5.Libdispatch版本源码：http://www.opensource.apple.com/source/libdispatch/libdispatch-187.5/

（6）单例

5.NSOperation

（2）相关代码
```OBJC
//自定义NSOperation
-(void)customOperation
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    //好处：1.信息隐蔽
    //2.代码复用

    XMGOperation *op1 = [[XMGOperation alloc]init];
    XMGOperation *op2 = [[XMGOperation alloc]init];

    //3.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}
//NSBlockOperation
- (void)block
{
    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);

    }];

    [op2 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    [op2 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //3.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];

    //补充：简便方法
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
    }];
}
 //NSInvocationOperation
- (void)invocation
{
    /*
    GCD中的队列：
    串行队列：自己创建的，主队列
    并发队列：自己创建的，全局并发队列

    NSOperationQueue
    主队列：[NSOperationQueue mainqueue];凡事放在主队列中的操作都在主线程中执行
    非主队列：[[NSOperationQueue alloc]init]，并发和串行，默认是并发执行的
    */
    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
    NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];

    //3.把封装好的操作添加到队列中
    [queue addOperation:op1];//[op1 start]
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
}
```

（2）暂停和恢复以及取消
```OBJC
//设置暂停和恢复
//suspended设置为YES表示暂停，suspended设置为NO表示恢复
//暂停表示不继续执行队列中的下一个任务，暂停操作是可以恢复的
if (self.queue.isSuspended) {
self.queue.suspended = NO;
}else
{
self.queue.suspended = YES;
}

//取消队列里面的所有操作
//取消之后，当前正在执行的操作的下一个操作将不再执行，而且永远都不在执行，就像后面的所有任务都从队列里面移除了一样
//取消操作是不可以恢复的
[self.queue cancelAllOperations];

    ---------自定义NSOperation取消操作--------------------------
-(void)main
{
    //耗时操作1
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
    }
    NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");

    //苹果官方建议，每当执行完一次耗时操作之后，就查看一下当前队列是否为取消状态，如果是，那么就直接退出
    //好处是可以提高程序的性能
    if (self.isCancelled) {
        return;
    }

    //耗时操作2
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
    }

    NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}
```

（2）下载多张图片合成综合案例（设置操作依赖）
```OBJC
//02 综合案例
- (void)download2
{
NSLog(@"----");
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作下载图片1
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

        //拿到图片数据
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
    }];
    //3.封装操作下载图片2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.58pic.com/58pic/13/87/82/27Q58PICYje_1024.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

        //拿到图片数据
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
    }];

    //4.合成图片
    NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        //4.1 开启图形上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));

        //4.2 画image1
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];

        //4.3 画image2
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];

        //4.4 根据图形上下文拿到图片数据
        UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
//        NSLog(@"%@",image);

        //4.5 关闭图形上下文
        UIGraphicsEndImageContext();

        //7.回到主线程刷新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
        }];

    }];

    //5.设置操作依赖
    [combine addDependency:op1];
    [combine addDependency:op2];

    //6.添加操作到队列中执行
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:combine];
    }

```
上一篇下一篇

猜你喜欢

热点阅读