2019 iOS面試題-----多線程相關(guān)之NSOperation、NSOperationQueue、NSThread+runloop實(shí)現(xiàn)常駐線程、加鎖

2019 iOS面試題大全---全方面剖析面試
  • NSOperationQueue的優(yōu)點(diǎn)
  • NSOperation和NSOperationQueue
  • NSThread+runloop實(shí)現(xiàn)常駐線程
  • 自旋鎖與互斥鎖

一、NSOperationQueue的優(yōu)點(diǎn)

NSOperation、NSOperationQueue 是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實(shí)際上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一層的封裝,完全面向?qū)ο?。但是?GCD 更簡(jiǎn)單易用、代碼可讀性也更高。

  • 1、可以添加任務(wù)依賴,方便控制執(zhí)行順序
  • 2、可以設(shè)定操作執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)
  • 3、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)控制:isReady,isExecuting,isFinished,isCancelled

如果只是重寫NSOperation的main方法,由底層控制變更任務(wù)執(zhí)行及完成狀態(tài),以及任務(wù)退出
如果重寫了NSOperation的start方法,自行控制任務(wù)狀態(tài)
系統(tǒng)通過(guò)KVO的方式移除isFinished==YES的NSOperation

  • 4、可以設(shè)置最大并發(fā)量

二、NSOperation和NSOperationQueue

  • 操作(Operation):

執(zhí)行操作的意思,換句話說(shuō)就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼。
在 GCD 中是放在 block 中的。在 NSOperation 中,使用 NSOperation 子類 NSInvocationOperation、NSBlockOperation,或者自定義子類來(lái)封裝操作。

  • 操作隊(duì)列(Operation Queues):

這里的隊(duì)列指操作隊(duì)列,即用來(lái)存放操作的隊(duì)列。不同于 GCD 中的調(diào)度隊(duì)列 FIFO(先進(jìn)先出)的原則。NSOperationQueue 對(duì)于添加到隊(duì)列中的操作,首先進(jìn)入準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)(就緒狀態(tài)取決于操作之間的依賴關(guān)系),然后進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作的開(kāi)始執(zhí)行順序(非結(jié)束執(zhí)行順序)由操作之間相對(duì)的優(yōu)先級(jí)決定(優(yōu)先級(jí)是操作對(duì)象自身的屬性)。
操作隊(duì)列通過(guò)設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)(maxConcurrentOperationCount)來(lái)控制并發(fā)、串行。
NSOperationQueue 為我們提供了兩種不同類型的隊(duì)列:主隊(duì)列和自定義隊(duì)列。主隊(duì)列運(yùn)行在主線程之上,而自定義隊(duì)列在后臺(tái)執(zhí)行。

iOS 多線程:『NSOperation、NSOperationQueue』詳盡總結(jié) - 簡(jiǎn)書

三、NSThread+runloop實(shí)現(xiàn)常駐線程

NSThread在實(shí)際開(kāi)發(fā)中比較常用到的場(chǎng)景就是去實(shí)現(xiàn)常駐線程。

  • 由于每次開(kāi)辟子線程都會(huì)消耗cpu,在需要頻繁使用子線程的情況下,頻繁開(kāi)辟子線程會(huì)消耗大量的cpu,而且創(chuàng)建線程都是任務(wù)執(zhí)行完成之后也就釋放了,不能再次利用,那么如何創(chuàng)建一個(gè)線程可以讓它可以再次工作呢?也就是創(chuàng)建一個(gè)常駐線程。

首先常駐線程既然是常駐,那么我們可以用GCD實(shí)現(xiàn)一個(gè)單例來(lái)保存NSThread

+ (NSThread *)shareThread {
    
    static NSThread *shareThread = nil;
    
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        
        shareThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadTest) object:nil];

        [shareThread setName:@"threadTest"];
        
        [shareThread start];
    });
    
    return shareThread;
}

這樣創(chuàng)建的thread就不會(huì)銷毀了嗎?

[self performSelector:@selector(test) onThread:[ViewController shareThread] withObject:nil waitUntilDone:NO];

- (void)test
{
    NSLog(@"test:%@", [NSThread currentThread]);
}

并沒(méi)有打印,說(shuō)明test方法沒(méi)有被調(diào)用。
那么可以用runloop來(lái)讓線程常駐

+ (NSThread *)shareThread {
    
    static NSThread *shareThread = nil;
    
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        
        shareThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadTest2) object:nil];
        
        [shareThread setName:@"threadTest"];
        
        [shareThread start];
    });
    
    return shareThread;
}

+ (void)threadTest
{
    @autoreleasepool {
        
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
        [runLoop run];
    }
}

這時(shí)候再去調(diào)用performSelector就有打印了。

四、自旋鎖與互斥鎖

image.png
自旋鎖:

是一種用于保護(hù)多線程共享資源的鎖,與一般互斥鎖(mutex)不同之處在于當(dāng)自旋鎖嘗試獲取鎖時(shí)以忙等待(busy waiting)的形式不斷地循環(huán)檢查鎖是否可用。當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)沒(méi)有執(zhí)行完畢的時(shí)候(被鎖?。敲聪乱粋€(gè)線程會(huì)一直等待(不會(huì)睡眠),當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)執(zhí)行完畢,下一個(gè)線程會(huì)立即執(zhí)行。
在多CPU的環(huán)境中,對(duì)持有鎖較短的程序來(lái)說(shuō),使用自旋鎖代替一般的互斥鎖往往能夠提高程序的性能。

互斥鎖:

當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)沒(méi)有執(zhí)行完畢的時(shí)候(被鎖?。?,那么下一個(gè)線程會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待任務(wù)執(zhí)行完畢,當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)執(zhí)行完畢,下一個(gè)線程會(huì)自動(dòng)喚醒然后執(zhí)行任務(wù)。

總結(jié):

自旋鎖會(huì)忙等: 所謂忙等,即在訪問(wèn)被鎖資源時(shí),調(diào)用者線程不會(huì)休眠,而是不停循環(huán)在那里,直到被鎖資源釋放鎖。
  互斥鎖會(huì)休眠: 所謂休眠,即在訪問(wèn)被鎖資源時(shí),調(diào)用者線程會(huì)休眠,此時(shí)cpu可以調(diào)度其他線程工作。直到被鎖資源釋放鎖。此時(shí)會(huì)喚醒休眠線程。

優(yōu)缺點(diǎn):

自旋鎖的優(yōu)點(diǎn)在于,因?yàn)樽孕i不會(huì)引起調(diào)用者睡眠,所以不會(huì)進(jìn)行線程調(diào)度,CPU時(shí)間片輪轉(zhuǎn)等耗時(shí)操作。所有如果能在很短的時(shí)間內(nèi)獲得鎖,自旋鎖的效率遠(yuǎn)高于互斥鎖。
  缺點(diǎn)在于,自旋鎖一直占用CPU,他在未獲得鎖的情況下,一直運(yùn)行--自旋,所以占用著CPU,如果不能在很短的時(shí) 間內(nèi)獲得鎖,這無(wú)疑會(huì)使CPU效率降低。自旋鎖不能實(shí)現(xiàn)遞歸調(diào)用。

自旋鎖:atomic、OSSpinLock、dispatch_semaphore_t
互斥鎖:pthread_mutex、@ synchronized、NSLock、NSConditionLock 、NSCondition、NSRecursiveLock
深入理解 iOS 開(kāi)發(fā)中的鎖
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