關于多線程的基本概念

圖片來自500px

文 || 張賀

進程:

進程是指在系統中正在運行的一個應用程序。每個進程之間是獨立的,每個進程均運行在其專用且受保護的內存空間內。

進程

Xcode正在運行,它是一個進程。終端沒有運行,它不是一個進程,只是一個應用程序。

線程:

1個進程要想執行任務,必須得有線程(每1個進程至少要有1條線程),線程是進程的基本執行單元,一個進程(程序)的所有任務都在線程中執行。

線程

打開活動監視器,查看當前運行的進程和進程所開啟的線程。

線程的串行:

1個線程中任務的執行是串行的,如果要在1個線程中執行多個任務,那么只能一個一個地按順序執行這些任務。也就是說,在同一時間內,1個線程只能執行1個任務。

多線程:

即1個進程中可以開啟多條線程,每條線程可以并行(同時)執行不同的任務。

線程的并行:

并行即同時執行。比如同時開啟3條線程分別下載3個文件(分別是文件A、文件B、文件C)。

多線程并發執行的原理:

在同一時間里,CPU只能處理1條線程,只有1條線程在工作(執行)。多線程并發(同時)執行,其實是CPU快速地在多條線程之間調度(切換),如果CPU調度線程的時間足夠快,就造成了多線程并發執行的假象。

多線程的優缺點:
  • 優點
    能適當提高程序的執行效率。
    能適當提高資源利用率(CPU、內存利用率)。
  • 缺點
    開啟線程需要占用一定的內存空間(默認情況下,主線程占用1M,子線程占用512KB),如果開啟大量的線程,會占用大量的內存空間,降低程序的性能。
    線程越多,CPU在調度線程上的開銷就越大。
    程序設計更加復雜:比如線程之間的通信、多線程的數據共享
多線程在iOS開發中的應用:
  • 主線程
    一個iOS程序運行后,默認會開啟1條線程,稱為“主線程”或“UI線程”。
    作用:刷新顯示UI,處理UI事件。
    使用注意:不要將耗時操作放到主線程中去處理,會卡住線程。
iOS中多線程的實現方案:

| 多線程技術| 特點 | 使用語言|使用頻率|線程生命周期|
| :-------------: |:-------------| :-----:||:-------------:||:-------------:|
| pthread |(1)一套通用的多線程API
(2)適用于Unix\Linux\Windows等系統
(3)跨平臺\可移植
(4)使用難度大 | C語言 |幾乎不用|由程序員進行管理|
| NSThread | (1)使用更加面向對象
(2)簡單易用,可直接操作線程對象 | OC語言 |偶爾使用|由程序員進行管理|
| GCD | (1)旨在替代NSThread等線程技術
(2)充分利用設備的多核(自動) | OC語言 |經常使用|自動管理|
| NSOperation | (1)基于GCD(底層是GCD)
(2)比GCD多了一些更簡單實用的功能(3)使用更加面向對象 | OC語言 |經常使用|自動管理|

關于GCD的概念:

GCD有兩個核心的概念:隊列和任務。

隊列:

GCD的隊列可以分為兩大類型:并發隊列、串行隊列。

  • 并發隊列(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
    可以讓多個任務并發(同時)執行(自動開啟多個線程同時執行任務)并發功能只有在異步(dispatch_async)函數下才有效。
    獲得并發隊列:
    //第一個參數:隊列的名稱 (C語言字符串)
    //第二個參數:隊列的屬性
    //DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT(并發隊列)
    //DISPATCH_QUEUE_SERIAL(串行隊列)
    dispatch_queue_t ConcurrentQueue =
    dispatch_queue_create("DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

使用dispatch_get_global_queue(0, 0);獲取全局的并發隊列

  • 串行隊列(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
    讓任務一個接著一個地執行(一個任務執行完畢后,再執行下一個任務)
    獲得串行隊列:
    //第二個參數可以傳NULL表示串行隊列
    dispatch_queue_t SerialQueue =
    dispatch_queue_create("DISPATCH_QUEUE_SERIAL", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

特殊的串行隊列-主隊列:
主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列,放在主隊列中的任務,都會放到主線程中執行。
使用dispatch_get_main_queue();獲得主隊列。

同步和異步
  • 同步:只能在當前線程中執行任務,不具備開啟新線程的能力
    用同步的方式執行任務 dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  • 異步:可以在新的線程中執行任務,具備開啟新線程的能力
    用異步的方式執行任務 dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

小結:
同步函數不具備開啟線程的能力,無論是什么隊列都不會開啟線程;異步函數具備開啟線程的能力,開啟幾條線程由隊列決定(串行隊列只會開啟一條新的線程,并發隊列會開啟多條線程)。

01 、異步函數+并發隊列:開啟多條線程,并發執行任務
02 、異步函數+串行隊列:開啟一條線程,串行執行任務
03 、同步函數+并發隊列:不開線程,串行執行任務
04 、同步函數+串行隊列:不開線程,串行執行任務
05 、異步函數+主隊列:不開線程,在主線程中串行執行任務
06 、同步函數+主隊列:不開線程,串行執行任務(注意死鎖發生)
07 、注意同步函數和異步函數在執行順序上面的差異

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