多线程基础

学习多线程的目的

• 学习多线程最主要的目的:是将耗时的操作放在后台处理,保证UI界面的正常显示与交互.
• 提示 : 网络操作是非常非常耗时的.在做网络开发时,所有网络访问都是耗时操作.需要在后台线程中执行.
• 多线程开发的原则是 : 越简单越好

多线程概念

同步 & 异步:

• 同步和异步是任务执行的两种方式

同步:

• 我们之前写程序的时候代码都是从上往下,顺序执行的,就叫做同步执行.
• 1个人执行多个任务,是要依次执行的.因为1个人同一时间只能执行1个任务.
• 多个任务按序依次执行,就是同步执行.

异步:

• 多个任务同时执行,就是异步执行.
• 异步是多线程的代名词.
• 我们学习多线程就是为了实现如何让任务异步执行.

进程 & 线程

进程:

• 在系统中正在运行的一个应用程序叫进程.
• 通过活动监视器可以查看MAC系统中正在运行的所有应用程序.
• 每个进程之间都是独立的,均运行在其专用且受保护的内存空间内.
• 两个进程之间是无法通信的

线程:

• 进程要想执行任务,必须要有线程,且每个进程至少有一条线程.
• 线程是进程的基本执行单元,进程中的所有任务都在线程中执行.
• 程序启动(进程开启)会默认开启一条线程.
• 1个进程中可以有多个线程.

多线程

• 在 iOS 开发中，使用多线程只有一个目的：将耗时操作放在后台工作，待工作完成后，通知主线程更新 UI

多线程 :

• 一个进程中可以开启多条线程,多条线程可以同时执行不同的任务.
• 多线程可以解决程序阻塞的问题
• 多线程可以提高程序的执行效率,给用户良好的使用体验.
• 比如,酷我音乐的边下载边听歌,迅雷的边下载边播放.

多线程执行原理:

多线程执行原理.png

• 单核CPU同一时间,CPU只能处理1个线程,只有1个线程在执行任务.
• 多线程的同时执行 : 其实是CPU在多条线程之间快速切换(调度任务).
• 如果CPU调度线程的速度足够快,就造成了多线程同时执行的假象
• 如果线程非常多,CPU会在多条线程之间不断的调度任务,结果就是消耗了大量的CPU资源,CPU会累趴下.
• 每个线程调度的频率会降低,线程的执行效率会下降

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CPU和内存的利用率.
• 线程上的任务执行完成后,线程会自动销毁,节省内存.

缺点

• 开启线程需要占用一定的内存空间,如果开启的线程过多,会占用大量的CPU资源,降低程序的性能
• 占用内存空间:默认情况下,子线程512KB,主线程1M.PS:iOS8后,主线程改为512KB.
• 线程越多,CPU调度线程的开销就越大.
• 时间开销
• 空间开销
• 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

多线程实现方案

多线程实现方案.png

pthread基本知识

• 实现多线程的技术方案之一.
• pthread是POSIX thread的简写.表示跨平台的线程接口.
• 多线程的开发框架,由于是跨平台的C语言框架,在苹果的头文件中并没有详细的注释.

pthread创建子线程步骤

• 1.导入头文件

#import <pthread.h>

• 2.pthread创建子线程要使用的函数

int pthread_create(pthread_t * __restrict, const pthread_attr_t * __restrict,void *(*)(void *), void * __restrict);

参数:

• 参数1 : 线程标示符.传入指向线程标示符的指针地址.
• 参数2 : 线程属性.传入指向线程属性的指针地址.
• 参数3 : 新线程要执行的函数(任务),传入函数地址,即函数名.
• 参数4 : 传入到函数的参数.

返回值:

• 返回int类型的值,0表示创建新线程成功,反之,创建新线程失败,返回失败的编号.
• 很多C语言框架里面并不是非零即真原则;因为他们认为成功的结果只有一个,但是失败的原因有很多.

NSThread 介绍

NSThread 创建线程的三种方式:

• 对象方法创建

//实例化线程对象的同时指定线程执行的方法@selector(demo:).
//需要手动开启线程.
- (void)threadDemo
{
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"alloc"];
    
    // 手动启动线程
    [thread start];
}

• 类方法创建

//分离出一个线程,并且自动开启线程执行@selector(demo:).
//无法获取到线程对象
- (void)threadDemo2
{
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"detach"];
    
}

• NSObject(NSThreadPerformAdditions) 的分类创建

//方便 任何继承自NSObject的对象,都可以很容易的调用线程方法
//无法获取到线程对象
//自动开启线程执行@selector(demo:).
- (void)threadDemo3
{
    [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"perform"];
    
}