iOS多线程那点事儿
前言
最近一直在做项目，也是经常有用到一些线程的知识，抽出一些时间来对线程做一下汇总，由浅入深，也很方便新手入门。
概述
多线程开发在iOS中有着举足轻重的位置，学习好多线程是每一个iOS Developer必须要掌握的技能。
概念
进程
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进程代表当前运行的一个程序
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是系统分配资源的基本单位
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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
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比如同时打开QQ、Xcode，系统就会分别启动2个进程
- 进程可以理解为一个工厂
- 通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程
线程
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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
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一个进程含有一个线程或多个线程
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应用程序打开后会默认开辟一个线程叫做主线程或者UI线程
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比如使用酷狗播放音乐、使用迅雷下载电影，都需要在线程中执行
- 线程可以理解为工厂里的工人
串行
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多个任务按顺序执行
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类似于一个窗口办公排队
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也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务
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比如在1个线程中下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C）就要依次执行
并行
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多个任务同一时间一起执行
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类似于多个窗口办公
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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），同时执行
并发
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很多人容易认为并发和并行是一个意思，但实际上他们有本质的区别
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并发看起来像多个任务同一时间一起执行
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但实际上是CPU快速的轮转切换造成的假象
多线程
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本质
- 在一个进程中开启多个线程并发执行
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原理
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同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）
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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）
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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
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优点
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能适当提高程序的执行效率
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能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
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缺点
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线程需要耗费系统资源
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主线程需要消耗栈空间的1MB资源
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其他线程每个消耗512KB资源
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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
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不推荐过多使用
主线程
- 概念
- 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”
- 作用
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显示\刷新UI界面
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处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）
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- 注意
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别将比较耗时的操作放到主线程中
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耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种“卡”的坏体验
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耗时操作执行
- 如果放在主线程
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因为在主线程中的任务是按照顺序依次执行的
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如果把耗时操作放在主线程里，会等待它执行完后才能执行其他操作
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如果在等待执行完毕的时间里点击了其他控件就会给用户一种卡住的感觉，严重影响用户体验
- 如果放在子线程
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在用户点击按钮的时候就会做出反应
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两个线程同时执行，互不影响
多线程的实现
方案
PThread
- 简单了解即可
- (IBAction)buttonClick:(id)sender {
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
pthread_t thread2;
pthread_create(&thread2, NULL, run, NULL);
}
void * run(void *param)
{
for (NSInteger i = 0; i<50000; i++) {
NSLog(@"------buttonClick---%zd--%@", i, [NSThread currentThread]);
}
return NULL;
}
NSThread
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基本创建方法
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一个NSThread对象就代表一条线程
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创建、启动线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadAction) object:nil];
// 需要手动开启线程
[thread start];
- 主线程相关用法
// 获得主线程
+ (NSThread *)mainThread;
// 是否为主线程
- (BOOL)isMainThread;
// 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread;
- 获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];
- 线程的名字
- (void)setName:(NSString *)name;
- (NSString *)name;
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其他创建方法
- 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadAction)toTarget:self withObject:nil]
- 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(threadAction) withObject:nil];
- 上述2种创建线程方式的优缺点
- 优点：简单快捷
- 缺点：无法对线程进行更详细的设置
- 线程睡眠
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 让线程睡眠2秒（阻塞2秒）
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2]];
- 退出当前线程
[NSThread exit];
- 设置线程优先级 （默认0.5）
thread.threadPriority = 1.0f;
####GCD
- 这里写了关于GCD的详细介绍，包括GCD死锁等问题。
- http://www.jianshu.com/p/f13c4b336d34
#### NSOperation
- NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装，完全面向对象，所以使用起来更好理解。 大家可以看到 NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的 任务 和 队列 。操作步骤也很好理解。
- NSOperation也有两个概念，队列和任务。
- 主队列
- [NSOperationQueue mainQueue]
- 凡是添加到主队列中的任务（NSOperation），都会放到主线程中执行
- 非主队列（其他队列）
- [[NSOperationQueue alloc] init]
- 同时包含了：串行、并发功能
- 添加到这种队列中的任务（NSOperation），就会自动放到子线程中执行
- 系统为我们提供了NSOperation的子类我们可以直接使用
- 当某个任务经常使用，我们可以自定义NSOperation，在这个NSOperation中的main方法中写任务。
NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(operationAction) object:nil];
NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"haha ----- %@", [NSThread currentThread]);
}];
// 队列
NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 任务1完事以后才执行任务2
[operation2 addDependency:operation1];
// 设置最大并发数()
operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 4;
[operationQueue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"hello ------ %@", [NSThread currentThread]);
}];
[operationQueue addOperation:operation1];
[operationQueue addOperation:operation2];
#### NSOperation 对比 GCD
- GCD效率更高，使用起来也很方便
- NSOperation面向对象，可读性更高，架构更清晰，对于复杂多线程场景，如并发中存在串行，和设置最大并发数,拥有现在的API，使用起来特别简单
# 线程的状态
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#### 控制线程的状态
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- 启动线程
// 进入就绪状态->运行状态。 当线程执行完毕自动进入死亡状态。
- (void)start;
- 阻塞（暂停）线程
// 进入阻塞状态
- (void)sleepUntilData:(NSDate *)data;
- (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
- 强制停止状态
// 进入死亡状态
- (void)exit;
- 注意
- 一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务
#### 多线程的安全隐患问题
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- 1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源
- 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
- 当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题
- 比如下面这个例子
- 线程A从内存中拿出一个Integer类型的值，为17；进行加1操作后变为18，然后返回给内存
- 线程B同时从内存中拿出一个Integer类型的值，为17；进行加1操作后变为18，然后返回给内存
- 出现的问题就是分别在两个线程中做了加1操作，然而最后的结果只显示了一次加1的结果，出现了数据错乱的问题，正确结果应该是变为20
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- 解决方案，使用互斥锁
- 线程A进入内存读取值得时候先加一把锁，让外界无法拿到17进行修改，等线程A对17做完加1操作后返回给内存后，再解锁.
- 此时如果线程B来内存中想要修改17的时候，发现上了锁，只能等待线程A做完操作后才能修改值，而A操作完后此时的值已经变成了18，B从内存中要修改的话，直接从内存中拿到的就是18，开始修改，然后加锁不让其他线程进来。改完过后，在解锁。方便下一个线程进来修改。
#### 互斥锁
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- 使用前提
- 多条线程抢夺同一块资源
- 相关专业术语
- 线程同步
- 互斥锁使用格式
@synchronized(锁对象)
{
//需要锁定的代码
}
- 注意：
- 锁定1份代码只用一把锁，用多把锁是无效的
- 为了保证唯一性，锁对象一般填self
- 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
####线程间通信
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- 概念
- 在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信
- 表现
- 1个线程传递数据给另1个线程
- 在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
- 线程间通信常用方法
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thread withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- 例子
- 在子线程中做耗时的操作，比如下载图片
- 在子线程中操作完后要回到主线程做UI的刷新操作（显示图片）
- 另外一种线程通信方法（利用NSPort）
- 如果子线程想要传数据给主线程，主线程就要返回一个Port对象让子线程去拥有，子线程通过Port对象对主线程进行操作。
# 心灵鸡汤
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禅师问：你觉得是一锭金子好，还是一堆烂泥好呢？壮士答：当然是金子啊！禅师笑曰：假如你是一颗种子呢？壮士答：别他妈搞笑了，这锭金子我要定了，快给我松手，松手啊魂淡！！
难受的时候摸摸自己的胸，告诉自己是个汉子，要坚强~
