iOS系統(tǒng) 中，每一個應(yīng)用都是一個進程。具體了解Runloop底層原理：http://www.itdecent.cn/p/9cb4edc0670d，除了Runloop底層原理還介紹了線程間的通訊等。
進程與線程
- 線程是進程的基本執(zhí)行單元，一個進程的所有任務(wù)都在線程中執(zhí)行
- 進程要想執(zhí)行任務(wù)，必須得有線程，進程至少要有一條線程
- 程序啟動會默認開啟一條線程，這條線程被稱為主線程或 UI 線程
- 進程是指在系統(tǒng)中正在運行的一個應(yīng)用程序，每個進程之間是獨立的，每個進程均運行在其專用的且受保護的內(nèi)存。
進程與線程的關(guān)系
- 地址空間：同一進程的線程共享本進程的地址空間，而進程之間則是獨立的地址空間。
- 資源擁有：同一進程內(nèi)的線程共享本進程的資源如內(nèi)存、I/O、cpu等，但是進程之間的資源是獨立的。
- 一個進程崩潰后，在保護模式下不會對其他進程產(chǎn)生影響，但是一個線程崩潰整個進程都死掉。所以多進程要比多線程健壯。
- 進程切換時，消耗的資源大，效率高。所以涉及到頻繁的切換時，使用線程要好于進程。同樣如果要求同時進行并且又要共享某些變量的并發(fā)操作，只能用線程不能用進程
- 執(zhí)行過程：每個獨立的進程有一個程序運行的入口、順序執(zhí)行序列和程序入口。但是線程不能獨立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個線程執(zhí)行控制。
- 線程是處理器調(diào)度的基本單位，但是進程不是。
多線程的意義
多線程的原理其實就是CPU在單位時間片里快速在各個線程之間切換。一般情況下無論多核還是單核，我們的線程運行總是 "并發(fā)" 的，這時候我們所說的"并發(fā)"是一種模擬出來的狀態(tài)，CPU在單位時間片里快速在各個線程之間切換，每個線程執(zhí)行一小段時間，讓多個線程看起來就像在同時運行。只有當(dāng)cpu數(shù)量大于等于線程數(shù)量，這個時候是真正并發(fā)，可以多個線程同時執(zhí)行計算。
優(yōu)點
- 能適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率。
- 能適當(dāng)提高資源的利用率（CPU、內(nèi)存）。
- 線程上的任務(wù)執(zhí)行完成后，線程會自動銷毀。
缺點
- 開啟線程需要占用一定的內(nèi)存空間（默認情況下，每一個線程占用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。
- 線程越多，CPU在調(diào)度線程上的開銷就越大。
- 程序設(shè)計更加復(fù)雜，比如線程間的通訊、多線程的數(shù)據(jù)共享。
線程的生命周期
線程在創(chuàng)建后，start開始進入Runnable就緒的狀態(tài)，這時會執(zhí)行很多初始化的操作；接下進入running狀態(tài)，CPU會調(diào)度當(dāng)前線程，如果線程池中有當(dāng)前線程會直接執(zhí)行，在時間片的影響后CPU再次調(diào)度其他線程，直到當(dāng)前線程任務(wù)執(zhí)行完畢或強制退出，或者堵塞（調(diào)用sleep、等待同步鎖或者從可調(diào)度線程池中移除）結(jié)束再次回到Runnable狀態(tài)。
多線程相關(guān)補充
多線程技術(shù)方案
線程池
線程池可以使線程得到復(fù)用，所謂線程復(fù)用就是線程在執(zhí)行完一個任務(wù)后并不被銷毀，該線程可以繼續(xù)執(zhí)行其他的任務(wù)。在線程池大小小于核心線程池大小的時候，如果小于則直接創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)。如果超出核心線程池大小則依賴隊列，此時線程池會判斷當(dāng)前隊列是不是已經(jīng)滿了，如果沒有滿，則提交任務(wù)到工作隊列中，等待線程池調(diào)度執(zhí)行任務(wù)。如果滿了，并且當(dāng)前工作隊列所依賴的線程沒有執(zhí)行工作，那么則可以利用當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)，如果此時線程都在工作，接下來會交給飽和策略。飽和策略一般默認都是中止策略，調(diào)用者可以捕獲到該異常；還有拋棄策略，會悄悄拋棄該任務(wù)，不過一般會拋棄最舊的任務(wù)或者優(yōu)先級比較低的任務(wù)等；還有調(diào)用者運行策略，實現(xiàn)了一種機制，這個機制不會拋棄任務(wù)也不會拋出異常，而是將任務(wù)回退到調(diào)用者，來達到降低新任務(wù)的流量。還有等待策略，也就是需要排隊等候執(zhí)行。
線程安全--鎖
在開發(fā)高性能程序的時候幾乎都會用到多線程，但是用到多線程也會碰到一些安全問題。比如多個線程同時對一塊內(nèi)存發(fā)生讀和寫的操作，或者程序執(zhí)行的順序會被打亂,可能造成提前釋放一個變量,造成計算結(jié)果錯誤等，所以我們經(jīng)常會用到鎖。我們用鎖來保證代碼操作的原子性，讓多線程對同一個數(shù)據(jù)或者資源進行訪問同步。
鎖的分類
這里簡單說下鎖，根據(jù)鎖的狀態(tài)、鎖的特性和鎖的設(shè)計等分為：
- 公平鎖/非公平鎖
- 可重入鎖--又名遞歸鎖，一定程度上避免死鎖。
- 獨享鎖/共享鎖
- 互斥鎖/讀寫鎖
- 樂觀鎖/悲觀鎖
- 分段鎖
- 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
- 自旋鎖
atomic與nonatomic
說到原子性就會想到屬性關(guān)鍵字中atomic和nonatomic。設(shè)置atomic之后，默認生成的getter和setter方法執(zhí)行是原子的，它只保證了自身的讀/寫操作，卻不能說是線程安全。
- nonatomic 非原子屬性
- atomic 原子屬性(線程安全)，針對多線程設(shè)計的，默認值
- 保證同一時間只有一個線程能夠?qū)懭?但是同一個時間多個線程都可以取值)
- atomic 本身就有一把鎖(自旋鎖)
- 單寫多讀：單個線程寫入，多個線程可以讀取
atomic：線程安全，需要消耗大量的資源
nonatomic：非線程安全，適合內(nèi)存小的移動設(shè)備
我們可以用讀寫鎖來解決，例如：
// 在 OC 中，如果同時重寫 了 setter & getter 方法，系統(tǒng)不再提供 _成員變量，需要使用合成指令
// @synthesize name 取個別名:_name
@synthesize name = _name;
- (NSString *)name {
return _name;
}
- (void)setName:(NSString *)name {
/**
* 增加一把鎖，就能夠保證一條線程在同一時間寫入!
*/
@synchronized (self) {
_name = name;
}
}
-
互斥鎖小結(jié)
- 保證鎖內(nèi)的代碼，同一時間，只有一條線程能夠執(zhí)行！
- 互斥鎖的鎖定范圍，應(yīng)該盡量小，鎖定范圍越大，效率越差！
-
互斥鎖參數(shù)
- 能夠加鎖的任意 NSObject 對象
- 注意：鎖對象一定要保證所有的線程都能夠訪問
- 如果代碼中只有一個地方需要加鎖，大多都使用 self，這樣可以避免單獨再創(chuàng)建一個鎖對象
關(guān)于線程安全問題，多線程安全比多線程性能更重要，建議用@synchronized，NSLock，可保證可讀性和安全性。
線程的創(chuàng)建
/**
線程創(chuàng)建的方式
*/
- (void)creatThreadMethod{
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
//A: 1:開辟線程
NSThread *t = [[NSThread alloc] initWithTarget:self.p selector:@selector(study:) object:@3];
// 2. 啟動線程
[t start];
t.name = @"學(xué)習(xí)線程";
// detach 分離，不需要啟動，直接分離出新的線程執(zhí)行
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(study:) toTarget:self.p withObject:@5];
//NSObject (NSThreadPerformAdditions)的分類
//C : `隱式`的多線程調(diào)用方法，沒有thread，也沒有 start
self.p = [[Person alloc] init];
[self.p performSelectorInBackground:@selector(study:) withObject:@10];
// GCD
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self study;];
});
// NSOperation
[[[NSOperationQueue alloc] init] addOperationWithBlock:^{
[self threadTest];
}];
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}
Person.m文件實現(xiàn)
- (void)study:(id)time{
for (int i = 0; i<[time intValue]; i++) {
NSLog(@"%@ 開始學(xué)習(xí)了 %d分鐘",[NSThread currentThread],i);
}
}
或者
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
//0: pthread
/**
pthread_create 創(chuàng)建線程
參數(shù)：
1. pthread_t：要創(chuàng)建線程的結(jié)構(gòu)體指針，通常開發(fā)的時候，如果遇到 C 語言的結(jié)構(gòu)體，類型后綴 `_t / Ref` 結(jié)尾
同時不需要 `*`
2. 線程的屬性，nil(空對象 - OC 使用的) / NULL(空地址，0 C 使用的)
3. 線程要執(zhí)行的`函數(shù)地址`
void *: 返回類型，表示指向任意對象的指針，和 OC 中的 id 類似
(*): 函數(shù)名
(void *): 參數(shù)類型，void *
4. 傳遞給第三個參數(shù)(函數(shù))的`參數(shù)`
返回值：C 語言框架中非常常見
int
0 創(chuàng)建線程成功！成功只有一種可能
非 0 創(chuàng)建線程失敗的錯誤碼，失敗有多種可能！
*/
// pthread
pthread_t threadId = NULL;
//c字符串
char *cString = "HelloCode";
// OC prethread -- 跨平臺
// 鎖
int result = pthread_create(&threadId, NULL, pthreadTest, cString);
if (result == 0) {
NSLog(@"成功");
} else {
NSLog(@"失敗");
}
// GCD
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self threadTest];
});
// NSOperation
[[[NSOperationQueue alloc] init] addOperationWithBlock:^{
[self threadTest];
}];
}
- (void)threadTest{
NSLog(@"begin");
NSInteger count = 1000 * 100;
for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {
// 棧區(qū)
NSInteger num = i;
// 常量區(qū)
NSString *name = @"zhang";
// 堆區(qū)
NSString *myName = [NSString stringWithFormat:@"%@ - %zd", name, num];
NSLog(@"%@", myName);
}
NSLog(@"over");
}
void *pthreadTest(void *para){
// 接 C 語言的字符串
// NSLog(@"===> %@ %s", [NSThread currentThread], para);
// __bridge 將 C 語言的類型橋接到 OC 的類型
NSString *name = (__bridge NSString *)(para);
NSLog(@"===>%@ %@", [NSThread currentThread], name);
return NULL;
}
TIP：C與OC的橋接
- __bridge只做類型轉(zhuǎn)換，但是不修改對象（內(nèi)存）管理權(quán)；
- __bridge_retained（也可以使用CFBridgingRetain）將Objective-C的對象轉(zhuǎn)換為Core Foundation的對象，同時將對象（內(nèi)存）的管理權(quán)交給我們，> 后- 續(xù)需要使用CFRelease或者相關(guān)方法來釋放對象；
- __bridge_transfer（也可以使用CFBridgingRelease）將Core Foundation的對象轉(zhuǎn)換為Objective-C的對象，同時將對象（內(nèi)存）的管理權(quán)交給ARC。
該文章為記錄本人的學(xué)習(xí)路程，也希望能夠幫助大家，知識共享，共同成長，共同進步?。?！文章地址：http://www.itdecent.cn/p/1e69a01c9bfd
