線程概述

有些程序是一條直線，起點(diǎn)到終點(diǎn)；有些程序是一個(gè)圓，不斷循環(huán)，直到將它切斷
一個(gè)運(yùn)行著的程序就是一個(gè)進(jìn)程或者叫做一個(gè)任務(wù)，一個(gè)進(jìn)程至少包含一個(gè)線程，線程就是程序的執(zhí)行流。Mac和iOS中的程序啟動(dòng)，創(chuàng)建好一個(gè)進(jìn)程的同時(shí)，一個(gè)線程便開始運(yùn)行，這個(gè)線程叫主線程。主線程在程序中的地位和其他線程不同，它是其他線程最終的父線程，且所有界面的顯示操作即AppKit或 UIKit的操作必須在主線程進(jìn)行。
系統(tǒng)中的每一個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的虛擬內(nèi)存空間，而同一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程則共用進(jìn)程的內(nèi)存空間。每創(chuàng)建一個(gè)新的線程，都需要一些內(nèi)存(如每個(gè)線程有自己的Stack空間)和消耗一定的CPU時(shí)間。另外當(dāng)多個(gè)線程對(duì)同一個(gè)資源出現(xiàn)爭(zhēng)奪的時(shí)候需要注意線程安全問題
多線程的實(shí)現(xiàn)原理：雖然在同一時(shí)刻，CPU只能處理1條線程，但是CPU可以快速地在多條線程之間調(diào)度（切換），造成了多線程并發(fā)執(zhí)行的假象。

多線程的優(yōu)點(diǎn)

能適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率。
能適當(dāng)提高資源利用率（CPU、內(nèi)存利用率）。

多線程的缺點(diǎn)

創(chuàng)建線程是需要成本的：iOS下主要成本包括：在?？臻g的子線程512KB、主線程1MB，創(chuàng)建線程大約需要90毫秒的創(chuàng)建時(shí)間。
線程越多，CPU在調(diào)度線程上的開銷就越大。
線程越多，程序設(shè)計(jì)就越復(fù)雜：因?yàn)橐紤]到線程之間的通信，多線程的數(shù)據(jù)共享。

下面開始擼代碼:
------------------------------------------------------------------華麗的分割線

1.耗時(shí)操作的問題演示

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self longOperation];
}

- (void)longOperation
{
    NSLog(@"start");

    NSTimeInterval start = CACurrentMediaTime();

    for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

        // 存儲(chǔ)在棧區(qū)
        //  int num = 10;

        // 存儲(chǔ)在常量區(qū)
        //  NSString *str1 = @"hello";

        // 存儲(chǔ)在堆區(qū)
        //  NSString *str2 = [NSString stringWithFormat:@"hello_%d",i];

        // I/O操作 : 把數(shù)據(jù)從內(nèi)存輸出到外接設(shè)備,或者由外接設(shè)備輸入到內(nèi)存;
        NSLog(@"%d",i);
    }

    NSLog(@"over %f", CACurrentMediaTime() - start);
}

結(jié)論

空的for循環(huán)不耗時(shí)

操作內(nèi)存的棧區(qū)速度很快;棧區(qū)存儲(chǔ)空間地址是連續(xù)的;

操作內(nèi)存的常量區(qū)速度很快;內(nèi)存空間只開辟一次;

操作內(nèi)存的堆區(qū)速度相對(duì)棧區(qū)和常量區(qū)要慢些;堆區(qū)內(nèi)存空間不連續(xù),需要尋址;

I/O操作是很耗時(shí)的; (把數(shù)據(jù)從內(nèi)存輸出到外接設(shè)備,或者由外接設(shè)備輸入到內(nèi)存)

耗時(shí)操作對(duì)UI交互的影響 : 卡死了主屏幕,直到耗時(shí)操作執(zhí)行完,屏幕的交互才能正常進(jìn)行;

解決耗時(shí)操作卡頓UI的辦法 : 多線程技術(shù);

學(xué)習(xí)多線程的目的 : 把耗時(shí)操作放在后臺(tái)執(zhí)行,不讓耗時(shí)操作卡頓UI;

2.解決耗時(shí)操作卡頓UI的辦法

使用`多線程`技術(shù) : 解決屏幕卡死的問題

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//    [self longOperation];

    // 使用多線程技術(shù)
    [self performSelectorInBackground:@selector(longOperation) withObject:nil];
}

3.多線程基本概念

同步 & 異步

同步和異步是任務(wù)執(zhí)行的兩種方式
同步
- 我們之前寫程序的時(shí)候代碼都是從上往下,順序執(zhí)行的,就叫做同步執(zhí)行.
- 1個(gè)人執(zhí)行多個(gè)任務(wù),是要依次執(zhí)行的.因?yàn)?個(gè)人同一時(shí)間只能執(zhí)行1個(gè)任務(wù).
- 多個(gè)任務(wù)按序依次執(zhí)行,就是同步執(zhí)行.
異步
- 多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行,就是異步執(zhí)行.
- 異步是多線程的代名詞.
- 我們學(xué)習(xí)多線程就是為了實(shí)現(xiàn)如何讓任務(wù)異步執(zhí)行.

進(jìn)程 & 線程

進(jìn)程
- 在系統(tǒng)中正在運(yùn)行的一個(gè)應(yīng)用程序叫進(jìn)程.
- 通過活動(dòng)監(jiān)視器可以查看MAC系統(tǒng)中正在運(yùn)行的所有應(yīng)用程序.
- 每個(gè)進(jìn)程之間都是獨(dú)立的,均運(yùn)行在其專用且受保護(hù)的內(nèi)存空間內(nèi).
- 兩個(gè)進(jìn)程之間是無法通信的,迅雷無法幫助酷我下載正在播放的音樂.
- 進(jìn)程可以類比成正在正常運(yùn)營的公司.
線程
- 線程可以類比成公司中的員工.
- 進(jìn)程要想執(zhí)行任務(wù),必須要有線程,且每個(gè)進(jìn)程至少有一條線程.
- 線程是進(jìn)程的基本執(zhí)行單元,進(jìn)程中的所有任務(wù)都在線程中執(zhí)行.
- 程序啟動(dòng)(進(jìn)程開啟)會(huì)默認(rèn)開啟一條線程.
- 1個(gè)進(jìn)程中可以有多個(gè)線程.

多線程

多線程 : 一個(gè)進(jìn)程中可以開啟多條線程,多條線程可以**同時(shí)**執(zhí)行不同的任務(wù).
進(jìn)程-公司，線程-員工，老板是什么？
多線程可以解決程序阻塞的問題
多線程可以提高程序的執(zhí)行效率,給用戶良好的使用體驗(yàn).
比如,酷我音樂的邊下載邊聽歌,迅雷的邊下載邊播放.

4.多線程執(zhí)行原理

單核CPU同一時(shí)間,CPU只能處理1個(gè)線程,只有1個(gè)線程在執(zhí)行任務(wù).
多線程的同時(shí)執(zhí)行 : 其實(shí)是CPU在多條線程之間快速切換(調(diào)度任務(wù)).
如果CPU調(diào)度線程的速度足夠快,就造成了多線程**同時(shí)**執(zhí)行的**假象**
如果線程非常多,CPU會(huì)在多條線程之間不斷的調(diào)度任務(wù),結(jié)果就是消耗了大量的CPU資源,CPU會(huì)累趴下.
- 每個(gè)線程調(diào)度的頻率會(huì)降低
- 線程的執(zhí)行效率會(huì)下降

5.多線程優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

能"適當(dāng)"提高程序的執(zhí)行效率.
能"適當(dāng)"提高CPU和內(nèi)存的利用率.
線程上的任務(wù)執(zhí)行完成后,線程會(huì)自動(dòng)銷毀,節(jié)省內(nèi)存.

缺點(diǎn)

開啟線程需要占用一定的內(nèi)存空間,如果開啟的線程過多,會(huì)占用大量的CPU資源,降低程序的性能
占用內(nèi)存空間:默認(rèn)情況下,子線程512KB,主線程1M.PS:iOS8中,主線程512KB.
線程越多,CPU調(diào)度線程的開銷就越大.
- 時(shí)間開銷
- 空間開銷
程序設(shè)計(jì)更加復(fù)雜:比如線程之間的通信,多線程的數(shù)據(jù)共享

6.主線程

一個(gè)程序運(yùn)行后,默認(rèn)會(huì)開啟1個(gè)線程,稱為主線程或UI線程.
- 關(guān)注main函數(shù)的執(zhí)行
主線程一般用來刷新UI界面,處理UI事件.
處理UI事件 : 點(diǎn)擊、滾動(dòng)、拖拽等事件
主線程使用注意
- 別將耗時(shí)的操作放到主線程中
- 耗時(shí)操作會(huì)卡住主線程,嚴(yán)重影響UI的流暢度,給用戶一種卡的壞體驗(yàn),影響UI交互質(zhì)量.

7.多線程的實(shí)現(xiàn)方案

(二)創(chuàng)建線程三種方式

1.準(zhǔn)備新線程執(zhí)行的方法

- (void)demo:(id)obj
{
    NSLog(@"傳入?yún)?shù) => %@",obj);
    NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
}

2.對(duì)象方法創(chuàng)建

實(shí)例化線程對(duì)象的同時(shí)指定線程執(zhí)行的方法@selector(demo:).
需要手動(dòng)開啟線程.

- (void)threadDemo1
{
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo:) object:@"alloc"];
    // 手動(dòng)啟動(dòng)線程
    [thread start];
}

3.類方法創(chuàng)建

分離出一個(gè)線程,并且自動(dòng)開啟線程執(zhí)行@selector(demo:).
無法獲取到線程對(duì)象

- (void)threadDemo2
{
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo:) toTarget:self withObject:@"detach"];
}

4.`NSObject(NSThreadPerformAdditions)` 的分類創(chuàng)建

方便任何繼承自NSObject的對(duì)象,都可以很容易的調(diào)用線程方法
無法獲取到線程對(duì)象
自動(dòng)開啟線程執(zhí)行@selector(demo:).

- (void)threadDemo3
{
    [self performSelectorInBackground:@selector(demo:) withObject:@"perform"];
}

5.總結(jié)

以上三種創(chuàng)建線程的方式,各有不同.隨意選擇.
使用哪種方式需要根據(jù)具體的需求而定.比如 : 如果需要線程對(duì)象,就使用對(duì)象方法創(chuàng)建.

(三)target和selector的關(guān)系

1.target和selector的關(guān)系分析

target : 指方法從屬于的對(duì)象.
- 比如 : 本對(duì)象--self;其他對(duì)象--self.person.
@selector : 指對(duì)象里面的方法.
- 比如 : 要執(zhí)行的是self中或者self.person中的哪個(gè)方法.
提示 : 不要看見 target 就寫 self.
target和@selector的關(guān)系 : 執(zhí)行哪個(gè)對(duì)象上的哪個(gè)方法.

2.代碼演練

準(zhǔn)備Person對(duì)象

@interface Person : NSObject

/// 人名
@property (nonatomic,copy) NSString *name;
/// 創(chuàng)建人的構(gòu)造方法
+ (instancetype)personWithDict:(NSDictionary *)dict;
/// 人有個(gè)方法
- (void)personDemo:(id)obj;

@end

@implementation Person

+ (instancetype)personWithName:(NSString *)name
{
    Person *person = [[Person alloc] init];
    person.name = name;
    return person;
}

- (void)personDemo:(id)obj
{
    NSLog(@"創(chuàng)建的人名 => %@",self.name);
    NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
}

@end

控制器中的使用

定義屬性

@interface ViewController ()
@property (nonatomic,strong) Person *person;
@end

懶加載Person

@implementation ViewController

- (Person *)person
{
    if (_person==nil) {
        _person = [Person personWithName:@"zhangjie"];
    }
    return _person;
}

新的實(shí)例化方法

使用self調(diào)用@selector(personDemo:)就會(huì)崩潰.因?yàn)?code>self中沒有@selector(personDemo:).
分類方法

// 崩潰
[self performSelectorInBackground:@selector(personDemo:) withObject:@"perform"];

// 正確的調(diào)用方式
[self.person performSelectorInBackground:@selector(personDemo:) withObject:@"perform"];

類方法

// 崩潰
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(personDemo:) toTarget:self withObject:@"detach"];

// 正確的調(diào)用方式
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(personDemo:) toTarget:self.person withObject:@"detach"];

對(duì)象方法

// 崩潰
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(personDemo:) object:@"alloc"];
// 手動(dòng)開啟線程
[thread start];

// 正確的調(diào)用方式
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self.person selector:@selector(personDemo:) object:@"alloc"];
// 手動(dòng)開啟線程
[thread start];

(四)線程狀態(tài)-生命周期

線程生命周期的控制

新建
- 內(nèi)存中創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadDemo) object:nil];

就緒
- 將線程放進(jìn)可調(diào)度線程池,等待被CPU調(diào)度

[thread start];

運(yùn)行
- CPU負(fù)責(zé)調(diào)度 可調(diào)度線程池 中的處于 就緒狀態(tài) 的線程
- 線程執(zhí)行結(jié)束之前,狀態(tài)可能會(huì)在 就緒狀態(tài) 和 運(yùn)行狀態(tài) 之間來回的切換
- 就緒狀態(tài) 和 運(yùn)行狀態(tài) 之間的狀態(tài)切換由CPU來完成,程序員無法干涉
阻塞
- 正在運(yùn)行的線程,當(dāng)滿足某個(gè)條件時(shí),可以用休眠或者鎖來阻塞線程的執(zhí)行
  - sleepForTimeInterval:休眠指定時(shí)長
```
[NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
```
  - sleepUntilDate:休眠到指定日期
```
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1.0]];
```
  - 互斥鎖
```
@synchronized(self)
```
死亡
- 正常死亡:線程執(zhí)行結(jié)束
- 非正常死亡
  - 程序突然崩潰
  - 當(dāng)滿足某個(gè)條件后，在線程內(nèi)部強(qiáng)制線程退出,調(diào)用exit方法

代碼演練

創(chuàng)建線程對(duì)象和就緒狀態(tài)

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 新建狀態(tài)
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadDemo) object:nil];
    // 就緒狀態(tài) : 將線程放進(jìn)"可調(diào)度線程池",等待被CPU調(diào)度.
    [thread start];
}

新線程執(zhí)行的方法

- (void)threadDemo
{
    // 提示 : 能執(zhí)行到這里說明線程是運(yùn)行狀態(tài)
    NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);

    // 使當(dāng)前線程休眠2秒鐘 : 休眠指定時(shí)長
    [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];

    NSLog(@"第一次睡醒");

    // 使當(dāng)前線程休眠到指定日期
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];

    NSLog(@"第二次睡醒");

    // 使當(dāng)前線程退出 : 當(dāng)前線程一旦退出,后續(xù)的所有代碼都不會(huì)執(zhí)行
    // 注意 : 該方法不能在主線程使用,會(huì)使主線程退出
    [NSThread exit];

    NSLog(@"沒戲了?");
}

關(guān)于`exit`的結(jié)論

使當(dāng)前線程退出.
不能在主線程中調(diào)用該方法.會(huì)使主線程退出.
當(dāng)前線程死亡之后,這個(gè)線程中的剩下的所有代碼都不會(huì)被執(zhí)行.
在調(diào)用此方法之前一定要注意釋放之前由C語言框架創(chuàng)建的對(duì)象.
調(diào)用exit方法屬于在線程內(nèi)部取消線程,有時(shí)候需要在線程外部,當(dāng)某一條件滿足時(shí)就取消線程

線程的取消 (在線程執(zhí)行的方法的外部取消)

取消線程的方法

- (void)cancel NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

使用

[thread cancel]

這個(gè)方法只是修改了線程的狀態(tài)而已,并沒有真正的取消線程
如果想真正的取消線程需要在線程執(zhí)行的過程中判斷線程的狀態(tài)是否是已取消
如果該線程已經(jīng)被取消,就直接返回,不再執(zhí)行后面的代碼

if ([NSThread currentThread].isCancelled) {
    NSLog(@"該線程已經(jīng)被取消");
    return;
}

(五)線程屬性

1.常用屬性

name - 線程名稱
- 設(shè)置線程名稱可以當(dāng)線程執(zhí)行的方法內(nèi)部出現(xiàn)異常時(shí)，記錄異常和當(dāng)前線程
stackSize - 棧區(qū)大小
- 默認(rèn)情況下，無論是主線程還是子線程，棧區(qū)大小都是 512K
- 棧區(qū)大小可以設(shè)置 [NSThread currentThread].stackSize = 1024 * 1024;
- 必須是 4KB 的倍數(shù)
isMainThread - 是否主線程
threadPriority - 線程優(yōu)先級(jí)
- 優(yōu)先級(jí)，是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，取值范圍從 0~1.0
- 1.0 表示優(yōu)先級(jí)最高
- 0.0 表示優(yōu)先級(jí)最低
- 默認(rèn)優(yōu)先級(jí)是 0.5
- 優(yōu)先級(jí)高只是保證 CPU 調(diào)度的可能性會(huì)高
qualityOfService - 服務(wù)質(zhì)量(iOS 8.0 推出)
- NSQualityOfServiceUserInteractive - 用戶交互，例如繪圖或者處理用戶事件
- NSQualityOfServiceUserInitiated - 用戶需要
- NSQualityOfServiceUtility - 實(shí)用工具，用戶不需要立即得到結(jié)果
- NSQualityOfServiceBackground - 后臺(tái)
- NSQualityOfServiceDefault - 默認(rèn)，介于用戶需要和實(shí)用工具之間

關(guān)于優(yōu)先級(jí)和服務(wù)質(zhì)量

多線程的目的：是將耗時(shí)的操作放在后臺(tái)，不阻塞主線程和用戶的交互！

多線程開發(fā)的原則：簡(jiǎn)單

在開發(fā)時(shí)，最好不要修改優(yōu)先級(jí)，不要相信用戶交互服務(wù)質(zhì)量

內(nèi)核調(diào)度算法在決定該運(yùn)行哪個(gè)線程時(shí)，會(huì)把線程的優(yōu)先級(jí)作為考量因素

* 較高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)比較低優(yōu)先級(jí)的線程具有更多的運(yùn)行機(jī)會(huì)
* 較高優(yōu)先級(jí)不保證你的線程具體執(zhí)行的時(shí)間，只是相比較低優(yōu)先級(jí)的線程，更有可能被調(diào)度器選擇執(zhí)行而已

2.代碼演示

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"主線程棧區(qū)空間大小 == %tu KB 是否是主線程 %zd",[NSThread currentThread].stackSize / 1024,[NSThread currentThread].isMainThread);

    NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];

    // 給線程起名字
    thread1.name = @"download A";

    // 設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)
    thread1.threadPriority = 1.0;

    // 線程就緒
    [thread1 start];

    NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil];
    thread2.name = @"download B";
    thread2.threadPriority = 0;
    [thread2 start];
}

- (void)demo
{
    NSLog(@"子線程棧區(qū)空間大小 == %tu KB 是否是主線程 %zd",[NSThread currentThread].stackSize / 1024,[NSThread currentThread].isMainThread);

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }
}

3.補(bǔ)充

NSInteger 有符號(hào)整數(shù)(有正負(fù)數(shù))用 %zd
NSUInteger 無符號(hào)整數(shù)(沒有負(fù)數(shù))用 %tu
是為了自適應(yīng)32位和64位CPU的架構(gòu).

(六)線程安全-資源共享

1.多線程操作共享資源的問題

共享資源
- 資源 : 一個(gè)全局的對(duì)象、一個(gè)全局的變量、一個(gè)文件.
- 共享 : 可以被多個(gè)對(duì)象訪問.
- 共享資源 :可以被多個(gè)對(duì)象訪問的資源.比如全局的對(duì)象,變量,文件.
在多線程的環(huán)境下,共享的資源可能會(huì)被多個(gè)線程共享，也就是多個(gè)線程可能會(huì)操作同一塊資源.
當(dāng)多個(gè)線程操作同一塊資源時(shí),很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯(cuò)亂和數(shù)據(jù)安全問題,數(shù)據(jù)有可能丟失,有可能增加,有可能錯(cuò)亂.
經(jīng)典案例 : 賣票.
線程安全
- 同一塊資源,被多個(gè)線程同時(shí)讀寫操作時(shí),任然能夠得到正確的結(jié)果,稱之為線程是安全的.

開發(fā)提示

實(shí)際開發(fā)中確定開發(fā)思路邏輯比及時(shí)的寫代碼更重要.
多線程開發(fā)的復(fù)雜度相對(duì)較高,在開發(fā)時(shí)可以按照以下套路編寫代碼
- 首先確保單個(gè)線程執(zhí)行正確
- 然后再添加線程

代碼實(shí)現(xiàn)賣票邏輯

先定義共享資源

@interface ViewController ()

/// 總票數(shù)(共享的資源)
@property (nonatomic,assign) int tickets;

@end

初始化余票數(shù)共享資源

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 設(shè)置余票數(shù)
    self.tickets = 20;
}

賣票邏輯實(shí)現(xiàn)

-  (void)saleTickets
{
    // while 循環(huán)保證每個(gè)窗口都可以單獨(dú)把所有的票賣完
    while (YES) {

        // 判斷是否有票
        if (self.tickets>0) {

            // 模擬網(wǎng)絡(luò)延遲 : 放大出錯(cuò)時(shí)的效果,沒有實(shí)際意義
            [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];

            // 有票就賣一張
            self.tickets--;
            // 賣完一張票就提示用戶余票數(shù)
            NSLog(@"剩余票數(shù) => %zd %@",self.tickets,[NSThread currentThread]);
        } else {
            // 沒有就提示用戶
            NSLog(@"沒票了");
            // 此處要結(jié)束循環(huán),不然會(huì)死循環(huán)
            break;
        }
    }
}

單線程

先確保單線程中運(yùn)行正常

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在主線程中賣票
    [self saleTickets];
}

多線程

如果單線程運(yùn)行正常,就修改代碼,實(shí)現(xiàn)多線程環(huán)境

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 在主線程中賣票
    // [self saleTickets];

    // 售票口 A
    NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];
    thread1.name = @"售票口 A";
    [thread1 start];

    // 售票口 B
    NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];
    thread2.name = @"售票口 B";
    [thread2 start];
}

資源搶奪結(jié)果

數(shù)據(jù)錯(cuò)亂,數(shù)據(jù)增加.

出錯(cuò)原因分析

2.解決多線程操作共享資源的問題

解決辦法 : 使用互斥鎖/同步鎖.

添加互斥鎖

- (void)saleTickets
{
    // while 循環(huán)保證每個(gè)窗口都可以單獨(dú)把所有的票賣完
    while (YES) {

        // 添加互斥鎖
        @synchronized(self) {
            // 判斷是否有票
            if (self.tickets>0) {

                // 模擬網(wǎng)絡(luò)延遲 : 放大出錯(cuò)時(shí)的效果,沒有實(shí)際意義
                [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];

                // 有票就賣一張
                self.tickets--;
                // 賣完一張票就提示用戶余票數(shù)
                NSLog(@"剩余票數(shù) => %zd",self.tickets);
            } else {
                // 沒有就提示用戶
                NSLog(@"沒票了");
                // 此處要結(jié)束循環(huán),不然會(huì)死循環(huán)
                break;
            }
        }
    }
}

互斥鎖小結(jié)

互斥鎖,就是使用了線程同步技術(shù).
同步鎖/互斥鎖:可以保證被鎖定的代碼,同一時(shí)間,只能有一個(gè)線程可以操作.
self :鎖對(duì)象,任何繼承自NSObject的對(duì)像都可以是鎖對(duì)象,因?yàn)閮?nèi)部都有一把鎖,而且默認(rèn)是開著的.
鎖對(duì)象 : 一定要是全局的鎖對(duì)象,要保證所有的線程都能夠訪問,self是最方便使用的鎖對(duì)象.
互斥鎖鎖定的范圍應(yīng)該盡量小,但是一定要鎖住資源的讀寫部分.
加鎖后程序執(zhí)行的效率比不加鎖的時(shí)候要低.因?yàn)榫€程要等待解鎖.
犧牲了性能保證了安全性.

(七)原子屬性

1.原子屬性相關(guān)概念

nonatomic : 非原子屬性
atomic : 原子屬性
- 線程安全的,針對(duì)多線程設(shè)計(jì)的屬性修飾符,是默認(rèn)值.
- 特點(diǎn) : 單寫多讀
- **單寫多讀 : **保證同一時(shí)間,只有一個(gè)線程能夠執(zhí)行setter方法,但是可以有多個(gè)線程執(zhí)行getter方法.
- atomic 屬性的setter里面里面有一把鎖,叫做自旋鎖.
- 原子屬性的setter方法是線程安全的;但是,getter方法不是線程安全的.
nonatomic和atomic對(duì)比
- nonatomic : 非線程安全,適合內(nèi)存小的移動(dòng)設(shè)備.
- atomic : 線程安全,需要消耗大量的資源.性能比非原子屬性要差一點(diǎn)兒點(diǎn)兒.

2.模擬原子屬性

模擬原子屬性的核心思想 : 在屬性的setter方法里面加鎖.但是getter方法里面不加鎖;
定義屬性

/// 非原子屬性
@property (nonatomic,strong) NSObject *obj1;
/// 原子屬性:內(nèi)部有"自旋鎖"
@property (atomic,strong) NSObject *obj2;
/// 用于模擬原子屬性
@property (atomic,strong) NSObject *obj3;

重寫非原子屬性的setter和getter方法
- 重寫了原子屬性的setter方法之后,會(huì)覆蓋原子屬性內(nèi)部的自旋鎖,使其失效.然后我們加入互斥鎖,來模擬單寫多讀.
- 重寫了屬性的setter和getter方法之后,系統(tǒng)就不會(huì)再幫我們生成待下劃線的成員變量.使用合成指令@synthesize,就可以手動(dòng)的生成帶下劃線的成員變量.

3.模擬原子屬性

// 合成指令
@synthesize obj3 = _obj3;

/// obj3的setter方法
- (void)setObj3:(NSObject *)obj3
{
    // 使用互斥鎖替代看不見的自旋鎖
    @synchronized(self) {
        _obj3 = obj3;
    }
}

/// obj3的getter方法
- (NSObject *)obj3
{
    return _obj3;
}

4.性能測(cè)試

/// 測(cè)試"非原子屬性","互斥鎖","自旋鎖"的性能
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSInteger largeNum = 1000*1000;

    NSLog(@"非原子屬性");
    CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
        self.obj1 = [[NSObject alloc] init];
    }
    NSLog(@"非原子屬性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);

    NSLog(@"原子屬性");
    start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
        self.obj2 = [[NSObject alloc] init];
    }
    NSLog(@"原子屬性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);

    NSLog(@"模擬原子屬性");
    start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
        self.obj3 = [[NSObject alloc] init];
    }
    NSLog(@"模擬原子屬性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);
}

測(cè)試結(jié)果

5.互斥鎖和自旋鎖對(duì)比

共同點(diǎn)

都能夠保證同一時(shí)間,只有一條線程執(zhí)行鎖定范圍的代碼

不同點(diǎn)

互斥鎖:如果發(fā)現(xiàn)有其他線程正在執(zhí)行鎖定的代碼,線程會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài),等待其他線程執(zhí)行完畢,打開鎖之后,線程會(huì)重新進(jìn)入就緒狀態(tài).等待被CPU重新調(diào)度.
自旋鎖:如果發(fā)現(xiàn)有其他線程正在執(zhí)行鎖定的代碼,線程會(huì)以死循環(huán)的方式,一直等待鎖定代碼執(zhí)行完成.

6.開發(fā)建議

所有屬性都聲明為nonatomic,原子屬性和非原子屬性的性能幾乎一樣.
盡量避免多線程搶奪同一塊資源.
要實(shí)現(xiàn)線程安全,必須要用到鎖.無論什么鎖,都是有性能消耗的.
自旋鎖更適合執(zhí)行非常短的代碼.死循環(huán)內(nèi)部不適合寫復(fù)雜的代碼.
盡量將加鎖,資源搶奪的業(yè)務(wù)邏輯交給服務(wù)器端處理,減小移動(dòng)客戶端的壓力.
為了流暢的用戶體驗(yàn),UIKit類庫的線程都是不安全的,所以我們需要在主線程(UI線程)上更新UI.
所有包含NSMutable的類都是線程不安全的.在做多線程開發(fā)的時(shí)候,需要注意多線程同時(shí)操作可變對(duì)象的線程安全問題.

(八)NSThread線程間通信

1.ATS

使用http地址時(shí)Xcode會(huì)認(rèn)為不夠安全從而保存,為解決此問題需要在info文件的Xml文件內(nèi)添加下列代碼

<key>NSAppTransportSecurity</key>
<dict>
<key>NSAllowsArbitraryLoads</key>
<true/>
</dict>

2.代碼實(shí)現(xiàn)

定義屬性

@interface ViewController ()

/// 滾動(dòng)視圖
@property (nonatomic,strong) UIScrollView *scrollView;
/// 圖片視圖
@property (nonatomic,weak) UIImageView *imageView;

@end

`loadView` 方法復(fù)習(xí)

當(dāng) self.view == nil 時(shí),會(huì)調(diào)用;
先于 viewDidLoad 調(diào)用;
一旦重寫了這個(gè)方法,storyboard里面就不會(huì)去加載根視圖了;

加載視圖層次

- (void)loadView
{
    // 創(chuàng)建滾動(dòng)視圖
    self.scrollView = [[UIScrollView alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    // 將滾動(dòng)視圖設(shè)置成根視圖
    self.view = self.scrollView;
    self.scrollView.backgroundColor = [UIColor redColor];

    // 創(chuàng)建圖片視圖
    UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] init];
    [self.view addSubview:imageView];
    self.imageView = imageView;
}

異步下載圖片

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 主線程中下載圖片
    // [self downloadImageData];

    // 開啟新線程異步下載圖片
    [self performSelectorInBackground:@selector(downloadImageData) withObject:nil];
}

下載圖片主方法

- (void)downloadImageData
{
    // 圖片資源地址
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/c995d143ad4bd1130c0ee8e55eafa40f4afb0521.jpg"];
    // 所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制的形式傳輸?shù)?所以用NSData來接受
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

    // 回到主線程更新UI
    // waitUntilDone:是否等待主線程中的`updateUIwWithImage`方法執(zhí)行結(jié)束再執(zhí)行"下一行代碼",一般設(shè)置成NO,不用等待
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateUIwWithImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];

    // 測(cè)試 waitUntilDone:
    NSLog(@"下一行代碼");
}

刷新UI

- (void)updateUIwWithImage:(UIImage *)imgae
{
    NSLog(@"updateUIwWithImage");

    // 設(shè)置圖片視圖
    self.imageView.image = image;
    // 設(shè)置圖片視圖的大小跟圖片一般大
    [self.imageView sizeToFit];

    // 設(shè)置滾動(dòng)視圖的滾動(dòng):滾動(dòng)范圍跟圖片一樣大
    [self.scrollView setContentSize:image.size];
}

線程間通信

因?yàn)槎嗑€程共享地址空間和數(shù)據(jù)空間

所以一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接提供給其他線程使用,叫做線程間通信;

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多線程初識(shí)

線程概述

多線程的優(yōu)點(diǎn)

多線程的缺點(diǎn)

1.耗時(shí)操作的問題演示

結(jié)論

2.解決耗時(shí)操作卡頓UI的辦法

使用多線程技術(shù) : 解決屏幕卡死的問題

3.多線程基本概念

同步 & 異步

進(jìn)程 & 線程

多線程

4.多線程執(zhí)行原理

5.多線程優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

6.主線程

7.多線程的實(shí)現(xiàn)方案

(二)創(chuàng)建線程三種方式

1.準(zhǔn)備新線程執(zhí)行的方法

2.對(duì)象方法創(chuàng)建

3.類方法創(chuàng)建

4.NSObject(NSThreadPerformAdditions) 的分類創(chuàng)建

5.總結(jié)

(三)target和selector的關(guān)系

1.target和selector的關(guān)系分析

2.代碼演練

準(zhǔn)備Person對(duì)象

控制器中的使用

定義屬性

懶加載Person

新的實(shí)例化方法

(四)線程狀態(tài)-生命周期

線程生命周期的控制

代碼演練

創(chuàng)建線程對(duì)象和就緒狀態(tài)

新線程執(zhí)行的方法

關(guān)于exit的結(jié)論

線程的取消 (在線程執(zhí)行的方法的外部取消)

(五)線程屬性

1.常用屬性

2.代碼演示

3.補(bǔ)充

(六)線程安全-資源共享

1.多線程操作共享資源的問題

開發(fā)提示

代碼實(shí)現(xiàn)賣票邏輯

單線程

多線程

資源搶奪結(jié)果

出錯(cuò)原因分析

2.解決多線程操作共享資源的問題

添加互斥鎖

互斥鎖小結(jié)

(七)原子屬性

1.原子屬性相關(guān)概念

2.模擬原子屬性

3.模擬原子屬性

4.性能測(cè)試

測(cè)試結(jié)果

5.互斥鎖和自旋鎖對(duì)比

共同點(diǎn)

不同點(diǎn)

6.開發(fā)建議

(八)NSThread線程間通信

1.ATS

2.代碼實(shí)現(xiàn)

定義屬性

loadView 方法復(fù)習(xí)

加載視圖層次

異步下載圖片

下載圖片主方法

刷新UI

線程間通信

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4.`NSObject(NSThreadPerformAdditions)` 的分類創(chuàng)建

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`loadView` 方法復(fù)習(xí)