多線程相關(guān)之NSOperation、NSOperationQueue、NSThread+runloop實現(xiàn)常駐線程、加鎖

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  • NSOperationQueue的優(yōu)點
  • NSOperation和NSOperationQueue
  • NSThread+runloop實現(xiàn)常駐線程
  • 自旋鎖與互斥鎖

一、NSOperationQueue的優(yōu)點

NSOperation、NSOperationQueue 是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案。實際上 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
  • 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,或者自定義子類來封裝操作。

  • 操作隊列(Operation Queues):

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

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

三、NSThread+runloop實現(xiàn)常駐線程

NSThread在實際開發(fā)中比較常用到的場景就是去實現(xiàn)常駐線程。

  • 由于每次開辟子線程都會消耗cpu,在需要頻繁使用子線程的情況下,頻繁開辟子線程會消耗大量的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)建一個線程可以讓它可以再次工作呢?也就是創(chuàng)建一個常駐線程。

首先常駐線程既然是常駐,那么我們可以用GCD實現(xiàn)一個單例來保存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就不會銷毀了嗎?

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

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

并沒有打印,說明test方法沒有被調(diào)用。
那么可以用runloop來讓線程常駐

+ (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];
    }
}

這時候再去調(diào)用performSelector就有打印了。

四、自旋鎖與互斥鎖

image
自旋鎖:

是一種用于保護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)上一個線程的任務(wù)沒有執(zhí)行完畢的時候(被鎖?。?,那么下一個線程會一直等待(不會睡眠),當(dāng)上一個線程的任務(wù)執(zhí)行完畢,下一個線程會立即執(zhí)行。
在多CPU的環(huán)境中,對持有鎖較短的程序來說,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)上一個線程的任務(wù)沒有執(zhí)行完畢的時候(被鎖?。敲聪乱粋€線程會進入睡眠狀態(tài)等待任務(wù)執(zhí)行完畢,當(dāng)上一個線程的任務(wù)執(zhí)行完畢,下一個線程會自動喚醒然后執(zhí)行任務(wù)。

總結(jié):

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

優(yōu)缺點:

自旋鎖的優(yōu)點在于,因為自旋鎖不會引起調(diào)用者睡眠,所以不會進行線程調(diào)度,CPU時間片輪轉(zhuǎn)等耗時操作。所有如果能在很短的時間內(nèi)獲得鎖,自旋鎖的效率遠高于互斥鎖。
  缺點在于,自旋鎖一直占用CPU,他在未獲得鎖的情況下,一直運行--自旋,所以占用著CPU,如果不能在很短的時 間內(nèi)獲得鎖,這無疑會使CPU效率降低。自旋鎖不能實現(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 開發(fā)中的鎖
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