1.多线程:

进程和线程的区别

正在进行中的程序被称为进程,负责程序运行的内存分配;每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间。在iOS中每个进程启动后都会建立一个主线程(UI线程),这个线程是其他线程的父线程。由于在iOS中除了主线程,其他子线程是独立于Cocoa Touch的,所以只有主线程可以更新UI界面。

线程:(主线程最大占1M的栈区空间,每条子线程最大占512K的栈区空间),线程是进程中一个独立的执行路径(控制单元); 可以将耗时的执行路径(如网络请求)放在其他线程中执行;  线程不能被杀掉,但是可以暂停/休眠一条线程.

创建线程的目的:

开启一条新的执行路径,运行指定的代码,与主线程中的代码实现同时运行.

多任务调度系统:

每个应用程序由操作系统分配的短暂的时间片(Timeslice)轮流使用CPU,由于CPU对每个时间片的处理速度非常快,因此,用户看来这些任务好像是同时执行的.

常用的多线程开发有三种方式:

1.NSThread

2.NSOperation

3.GCD

三种方式是随着iOS的发展逐渐引入的,所以相比而言后者比前者更加简单易用,并且GCD也是目前苹果官方比较推荐的方式(它充分利用了多核处理器的运算性能)。

1)NSThread:
    1>NSThread 比其他两个轻量级
     2>需要自己管理线程的生命周期,线程同步。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销。

2)NSOperation/NSOperationQueue:

1> 是使用GCD实现的一套Objective-C的API;

2> 是面向对象的多线程技术;

3> 提供了一些在GCD中不容易实现的特性,如:限制最大并发数量,操作之间的依赖关系.

3)GCD---Grand Central Dispatch:

1> 是基于C语言的底层API;

2> 用Block定义任务,使用起来非常灵活便捷;

3> 提供了更多的控制能力以及操作队列中所不能使用的底层函数

4>GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)

5>GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)

6>程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码

iOS的开发者需要了解三种多线程技术的基本使用,因为在实际开发中会根据实际情况选择不同的多线程技术,在这里主要介绍大家常用的GCD。

GCD介绍

使用GCD首先的分清4个术语:同步、异步、并发、串行

同步和异步决定了要不要开启新的线程:

dispatch_sync同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力,无论是什么队列都不会开启线程,会依次顺序执行,能够决定任务的执行顺序

dispatch_async异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力,开启几条线程由队列决定(串行队列只会开启一条新的线程,并发队列会开启多条线程),会并发执行,无法确定任务的执行顺序。

并发和串行决定了任务的执行方式:

并发:可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效

串行:让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)

串行队列:

GCD中获得串行有2种途径

(1)使用dispatch_queue_create函数创建串行队列

dispatch_queue_t  dispatch_queue_create(const char *label,  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列名称, 队列属性,一般用NULL即可

示例:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", NULL); // 创建
dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列

(2)使用主队列(跟主线程相关联的队列)

主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列,放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行

使用dispatch_get_main_queue()获得主队列

示例:

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

注意:

主队列中的操作都应该在主线程上顺序执行,不存在异步的概念.

如果把主线程中的操作看作是一个大的Block,那么除非主线程被用户杀掉,否则永远不会结束.所以主队列中添加的同步操作永远不会被执行,会死锁.

分析:同步任务会阻塞当前线程,然后把 Block 中的任务放到指定的队列中执行,只有等到 Block 中的任务完成后才会让当前线程继续往下运行。
dispatch_sync 立即阻塞当前的主线程,然后把 Block 中的任务放到 main_queue 中,可是 main_queue 中的任务会被取出来放到主线程中执行,但主线程这个时候已经被阻塞了,所以 Block 中的任务就不能完成,它不完成,dispatch_sync 就会一直阻塞主线程,这就是死锁现象。导致主线程一直卡死。

文/伯恩的遗产(简书作者)
原文链接:http://www.jianshu.com/p/0b0d9b1f1f19 著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权,并标注“简书作者”。

并发队列

GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要手动创建

使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列

案例分析:

NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3

结果,控制台输出:1

分析:

dispatch_sync表示是一个同步线程;
dispatch_get_main_queue表示运行在主线程中的主队列;
任务2是同步线程的任务。
首先执行任务1,这是肯定没问题的,只是接下来,程序遇到了同步线程,那么它会进入等待,等待任务2执行完,然后执行任务3。但这是队列,有任务来,当然会将任务加到队尾,然后遵循FIFO原则执行任务。那么,现在任务2就会被加到最后,任务3排在了任务2前面,问题来了:

任务3要等任务2执行完才能执行,任务2由排在任务3后面,意味着任务2要在任务3执行完才能执行,所以他们进入了互相等待的局面,这就是死锁。

案例二:

NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3

结果,控制台输出:

1

2

3

分析:

首先执行任务1,接下来会遇到一个同步线程,程序会进入等待。等待任务2执行完成以后,才能继续执行任务3。从dispatch_get_global_queue可以看出,任务2被加入到了全局的并行队列中,当并行队列执行完任务2以后,返回到主队列,继续执行任务3。

案例三:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
});
NSLog(@"5"); // 任务5

结果,控制台输出:

1

5

2

//5和2的顺序不一定

分析:

这个案例没有使用系统提供的串行或并行队列,而是自己通过dispatch_queue_create函数创建了一个DISPATCH_QUEUE_SERIAL的串行队列。

执行任务1;
遇到异步线程,将【任务2、同步线程、任务4】加入串行队列中。因为是异步线程,所以在主线程中的任务5不必等待异步线程中的所有任务完成;
因为任务5不必等待,所以2和5的输出顺序不能确定;
任务2执行完以后,遇到同步线程,这时,将任务3加入串行队列;
又因为任务4比任务3早加入串行队列,所以,任务3要等待任务4完成以后,才能执行。但是任务3所在的同步线程会阻塞,所以任务4必须等任务3执行完以后再执行。这就又陷入了无限的等待中,造成死锁。
案例四:

NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
});
NSLog(@"5"); // 任务5

结果,控制台输出:

1

2

5

3

4

//5和2的顺序不一定

分析:

首先,将【任务1、异步线程、任务5】加入Main Queue中,异步线程中的任务是:【任务2、同步线程、任务4】。

所以,先执行任务1,然后将异步线程中的任务加入到Global Queue中,因为异步线程,所以任务5不用等待,结果就是2和5的输出顺序不一定。

然后再看异步线程中的任务执行顺序。任务2执行完以后,遇到同步线程。将同步线程中的任务加入到Main Queue中,这时加入的任务3在任务5的后面。

当任务3执行完以后,没有了阻塞,程序继续执行任务4。

从以上的分析来看,得到的几个结果:1最先执行;2和5顺序不一定;4一定在3后面。

案例五:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
while (1) {
}
NSLog(@"5"); // 任务5

结果,控制台输出:

1

4

//1和4的顺序不一定

分析:

和上面几个案例的分析类似,先来看看都有哪些任务加入了Main Queue:【异步线程、任务4、死循环、任务5】。

在加入到Global Queue异步线程中的任务有:【任务1、同步线程、任务3】。

第一个就是异步线程,任务4不用等待,所以结果任务1和任务4顺序不一定。

任务4完成后,程序进入死循环,Main Queue阻塞。但是加入到Global Queue的异步线程不受影响,继续执行任务1后面的同步线程。

同步线程中,将任务2加入到了主线程,并且,任务3等待任务2完成以后才能执行。这时的主线程,已经被死循环阻塞了。所以任务2无法执行,当然任务3也无法执行,在死循环后的任务5也不会执行。

最终,只能得到1和4顺序不定的结果。

2.线程安全