0.0 簡介
(1) 進(jìn)程和線程基本概念【查看活動監(jiān)視器】
> 什么是進(jìn)程
a、是指在系統(tǒng)中正在運(yùn)行的一個應(yīng)用程序；
b、每個進(jìn)程之間是獨(dú)立的，每個進(jìn)程運(yùn)行在其專用且受保護(hù)的內(nèi)存空間；
> 什么是線程
a、一個進(jìn)程想要執(zhí)行任務(wù)，必須得有線程(每個進(jìn)程至少要有一條線程)；
b、線程是進(jìn)程的基本執(zhí)行單元，一個進(jìn)程(程序)的所有任務(wù)都在線程中執(zhí)行；
> 線程的串行
a、一個線程中任務(wù)的執(zhí)行是串行的(在一個線程中執(zhí)行多個任務(wù)，那么只能一個一個的按順序執(zhí)行，在同一時(shí)間內(nèi)，一個線程只能執(zhí)行一個任務(wù))；
> 線程的并行
a、一個進(jìn)程中可以開啟多條線程，每條線程可以并行(同時(shí))執(zhí)行不同的任務(wù)；
【例如在一個線程中下載3個文件是串行；同時(shí)開啟3條線程分別下載3個文件是并行】
> 多線程的原理
a、單核CPU：同一時(shí)間，CPU只能處理一條線程，只有一條線程在工作(執(zhí)行)；多線程并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行，其實(shí)是CPU快速的在多條線程之間調(diào)度(切換/輪詢)；CPU調(diào)度線程的時(shí)間足夠快，看到的多線程并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行的假象；
b、多核CPU
> 多線程優(yōu)缺點(diǎn)
a、優(yōu)點(diǎn):適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率；適當(dāng)提高資源利用率(CPU/內(nèi)存利用率)；
b、缺點(diǎn):開啟線程需要占用一定的內(nèi)存空間(默認(rèn)情況下，主線程占用1M，子線程占用512KB)，如果開啟大量的線程，會占用大量的內(nèi)存空間，降低程序的性能；
> iOS創(chuàng)建線程的方式
pthread/NSThread/GCD/NSOperation
pthread用法
IPHONE4: 512m
安卓: 2G
安卓(多進(jìn)程): Linux + JAVA虛擬機(jī) + 應(yīng)用程序
(QQ100M + 微信100M + UC瀏覽器100M + 游戲500M + 系統(tǒng)1G)
蘋果(多任務(wù)): 512M只有一個人用
1,NSThread
a,顯示創(chuàng)建alloc init會創(chuàng)建新的線程，需要手動開啟start，線程可以設(shè)置名字name。方法運(yùn)行結(jié)束，線程結(jié)束。
2,b,隱式創(chuàng)建新線程，自動開啟
3,YES&&NO
1,YES即等待線程@selector操作做完才繼續(xù)執(zhí)行
2,NO即不等待線程線程操作完成
4,線程的生命周期：
? ? ? ? ? ? ?1,alloc+init：即創(chuàng)建對象，在運(yùn)行的內(nèi)存中；
? ? ? ? ? ? 2,start：即線程為就緒態(tài) (萬事具備，等待CPU)；
? ? ? ? ? ? 3,當(dāng)CPU調(diào)度當(dāng)前線程：即線程為運(yùn)行態(tài)；
? ? ? ? ? ? 4當(dāng)CPU調(diào)度其他線程：即線程又回到就緒態(tài)；
? ? ? ? ? ? 5,當(dāng)線程調(diào)用了sleep、等待同步鎖：即線程為阻塞態(tài)；
? ? ? ? ? ? 6,當(dāng)線程中sleep完、得到同步鎖：即線程變?yōu)榫途w態(tài)；
? ? ? ? ? ? ?7,當(dāng)線程任務(wù)執(zhí)行完成/異常/強(qiáng)制退出：即線程為死亡態(tài)；
5,線程安全 沒有加鎖，訪問的數(shù)據(jù)不是想要的
6,線程安全 沒有加鎖，訪問的數(shù)據(jù)不是想要的
7,線程安全 使用@synchronized加鎖，訪問的數(shù)據(jù)是想要的
8,線程安全 使用NSLock加鎖，訪問的數(shù)據(jù)是想要的
9,GCD簡介
> 什么是GCD
a、全稱是Grand Center Dispatch，即中樞調(diào)度器；
b、純C語言，提供了非常多強(qiáng)大的函數(shù)；
> GCD的優(yōu)勢
a、GCD是蘋果公司為多核的并行運(yùn)算提出的解決方案；
b、GCD會自動利用更多的CPU內(nèi)核(比如雙核、四核)；
c、GCD會自動管理線程的生命周期(創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程)；
d、程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼；
> GCD的2個核心概念
a、任務(wù)：執(zhí)行什么操作(執(zhí)行下載、播放音樂等)；
b、隊(duì)列：用來存放任務(wù)；
> GCD的使用步驟
a、定制任務(wù)[確定想要做的事情]；
b、將任務(wù)添加到隊(duì)列中[GCD會自動將隊(duì)列中的任務(wù)取出，放到對應(yīng)線程中執(zhí)行；另外任務(wù)的取出是遵循隊(duì)列的FIFO原則:先進(jìn)先出]；
> GCD基本使用
a、GCD中的2個用來執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)
// 同步方式執(zhí)行任務(wù)[queue隊(duì)列，block任務(wù)]
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 異步方式執(zhí)行任務(wù)[queue隊(duì)列，block任務(wù)]
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
b、GCD同步和異步的區(qū)別
- 同步：只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力；
- 異步：可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備可啟新線程的能力；
[具備開啟線程的能力，但不代表一定會開啟線程?。?！]
c、GCD隊(duì)列的兩大類型
- 并發(fā)隊(duì)列
多個任務(wù)并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行(自動開啟多個線程同時(shí)執(zhí)行任務(wù))；
并發(fā)功能只有在異步(dispatch_async)函數(shù)下才有效；
- 串行隊(duì)列
多個任務(wù)一個接著一個地執(zhí)行(一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個任務(wù))；
d、容易混淆的術(shù)語[同步、異步、并發(fā)、串行]
- 同步和異步主要影響：具不具備開啟新的線程 (并不代表一定會開線程!)；
- 并行和串行主要影響：任務(wù)的執(zhí)行方式；
e、并行隊(duì)列
- GCD默認(rèn)已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊(duì)列，供整個應(yīng)用使用，不需要手動創(chuàng)建
dispatch_get_global_queue函數(shù)獲得全局的并發(fā)隊(duì)列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, // 隊(duì)列的優(yōu)先級
unsigned long flags); // 參數(shù)保留，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 獲得全局并發(fā)隊(duì)列
- 全局并發(fā)隊(duì)列的優(yōu)先級
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH? ? ? 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT? ? 默認(rèn)(中)
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW? ? ? ? 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 后臺
f、串行隊(duì)列
- 使用dispatch_queue_create函數(shù)創(chuàng)建串行隊(duì)列
- 使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列(跟主線程相關(guān)的隊(duì)列，用于線程間通信)
[主隊(duì)列是GCD自帶的一種特殊串行隊(duì)列；放在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會放到主線程中執(zhí)行]
GCD、延時(shí)執(zhí)行
/** 方式1，這種延時(shí)操作是不可取的，因?yàn)檠訒r(shí)操作是在主線程，即會卡住主線程，如果sleep在其他線程則也會卡住對應(yīng)線程*/
? 方式1 ? 延時(shí)3秒[NSThread sleepForTimeInterval:3];
? 方式2 ? 定制好任務(wù)后，不會卡住當(dāng)前線程
[self performSelector:@selector(downloadImage) withObject:nil afterDelay:3];
?方式3 ?dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"圖片下載");
});
> GCD中線程間的通信
> GCD一次性代碼只執(zhí)行一次
10,總結(jié)
11,異步+并發(fā) 開啟新線程 多個任務(wù)同時(shí)執(zhí)行
12,異步+串行 開啟新線程 任務(wù)依次同時(shí)執(zhí)行
13,同步+并發(fā) 不開啟新線程 任務(wù)依次執(zhí)行
14,同步+串行 不開新線程 任務(wù)依次執(zhí)行
15,異步+主隊(duì)列 不開啟新線程 任務(wù)依次執(zhí)行（主隊(duì)列任務(wù)是一次執(zhí)行的，并且是異步）
16,同步+主隊(duì)列 不開啟新線程 任務(wù)依次執(zhí)行（堅(jiān)決反對使用這個，容易卡）
17，pthread
18，NSOperation(基于GCD封裝)
> NSOperation和NSOperationQueue實(shí)現(xiàn)多線程的具體步驟：
a、將需要執(zhí)行的操作封裝到一個NSOperation對象中；
b、然后將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中；
c、系統(tǒng)會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來；
d、將取出來的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執(zhí)行；
【系統(tǒng)會自動處理，不用管多少條線程】
> NSOperation的基本使用
a、NSOperation是抽象類，不具備封裝操作的能力，必須使用它的子類；
b、使用NSOperation子類的方式有3種
- 1，NSInvocationOperation
- 2，NSBlockOperation
- 3，自定義子類繼承NSOperation，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部相應(yīng)的方法
> NSInvocationOperation
?創(chuàng)建操作
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downloadImage) object:nil];
> NSBlockOperation
沒有添加到隊(duì)列中，直接調(diào)用operation的start方法
當(dāng)任務(wù)個數(shù)為一的時(shí)候，就是同步執(zhí)行;
當(dāng)任務(wù)個數(shù)大于一的時(shí)候，就會異步執(zhí)行;
手動開啟 (沒有添加到隊(duì)列中，就需要手動開啟)
[operation start];
添加到隊(duì)列中 [自動異步執(zhí)行]
[queue addOperation:operation];
> NSOperationQueue
1、創(chuàng)建一個隊(duì)列(非主隊(duì)列)
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
2、任務(wù)任務(wù)
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation1? ? ? 下載圖片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation1 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"operation2? ? ? 下載圖片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
3、添加到隊(duì)列中(多個任務(wù)會自動異步執(zhí)行任務(wù)，并發(fā))
[queue addOperation:operation1];
// 更為簡單的寫法? 自動異步執(zhí)行任務(wù)，并發(fā)
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation3? ? ? 下載圖片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
設(shè)置最大并發(fā)數(shù)[這可以更好的保證程序的性能]，即控制并發(fā)執(zhí)行最大線程數(shù)量，以節(jié)省內(nèi)存空間
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
a、NSOperation之間可以設(shè)置依賴來保證執(zhí)行順序(注意不能相互依賴)；
添加依賴 (和添加到隊(duì)列的先后順序無關(guān))
[operationC addDependency:operationB];
[operationB addDependency:operationA];
b、可以在不同queue中的NSOperation之間創(chuàng)建依賴；
> 線程間通信 回到主線程設(shè)置顯示
> 隊(duì)列的取消、暫停、恢復(fù)
a、取消隊(duì)列的所有操作
- (void)cancelAllOperations； 【在內(nèi)存警告的時(shí)候可以添加上該方法】
[也可以調(diào)用NSOperation的- (void)cancel方法取消單個操作]
b、暫停和恢復(fù)隊(duì)列
- (void)SetSuspended:(BOOL)b; 【YES表示暫停隊(duì)列，NO表示恢復(fù)隊(duì)列】
[滾動視圖(注意表格視圖也是繼承自UIScrollView的)性能優(yōu)化中可以使用到，開始拖動的時(shí)候暫停隊(duì)列下載，拖動結(jié)束后恢復(fù)隊(duì)列]
接收到內(nèi)存警告
- (void)didReceiveMemoryWarning{
[super didReceiveMemoryWarning];
// 取消隊(duì)列操作
}
- (void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{
//開始拖動，暫停隊(duì)列操作
}
- (void)scrollViewDidEndDragging:(UIScrollView *)scrollView willDecelerate:(BOOL)decelerate{
// 結(jié)束拖動，恢復(fù)隊(duì)列操作
}
(5) 線程安全(在GCD以后，已經(jīng)幫我們處理了這些問題)
?線程安全問題
實(shí)例：3個窗口賣票
> 3個窗口同時(shí)賣票，即多條線程訪問同一資源;
> 線程哪個先調(diào)用是不確定的，先調(diào)度誰是CPU的事；
> 當(dāng)線程任務(wù)執(zhí)行完成，線程為死亡態(tài)(如果是沒有while循環(huán)，但第二次點(diǎn)擊的時(shí)候程序就崩潰)；
> 多線程的安全隱患
a、資源共享(資源搶占)：一塊資源可能會被多個線程共享(即多個線程可能訪問一個資源)；
(當(dāng)多個線程訪問同一塊資源時(shí)，很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯亂和數(shù)據(jù)安全的問題)[例如一個線程取錢，一個線程存錢；例如賣票，多個窗口賣票即多條線程賣]
> 互斥鎖的使用
a、互斥鎖方式一：@synchronized(鎖對象){//需要加鎖的代碼}
// 鎖定一份代碼只用一把鎖，用多把鎖是無效的;
b、互斥鎖方式二：
/** 1、互斥鎖的初始化*/
_myLock = [[NSLock alloc] init];
// 2、加鎖方式2
[_myLock lock];
// 需要加鎖的代碼
// 3、解鎖
[_myLock unlock];
> 互斥鎖的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：能有效防止因多線程搶奪資源造成的數(shù)據(jù)安全問題；
缺點(diǎn)：需要消耗大量CPU資源；
> 互斥鎖使用的前提：多條線程搶占同一資源；
> 單例的線程安全
> 數(shù)據(jù)庫操作的線程安全
nonatomic(atomic)：指定set、get方法是否原子操作。原子操作，主要指是否線程安全。如果使用atomic那么set、get方法都是線程安全的--- 當(dāng)一個線程進(jìn)入get、set方法之后，其他線程無法進(jìn)入該set、get方法，那么久避免多線程并發(fā)破壞數(shù)據(jù)完整性，atomic是默認(rèn)值。雖然atomic可以保證對象數(shù)據(jù)的完整性，但atomic線程安全會造成性能下降(因?yàn)闀?dǎo)致其他線程的阻塞)。因此，大多數(shù)單線程環(huán)境下，都是使用nonatomic來提高set、get方法的訪問性能;
線程注意點(diǎn)：
1、不要同時(shí)開太多線程(1~3條線程即可，不要超過5條);
2、線程概念：
主線程：UI線程，顯示、刷新UI界面，處理UI控件事件；
子線程：后臺線程，異步線程；
3、不要把耗時(shí)操作放在主線程，要放在子線程中執(zhí)行；
19.GCD使用
