多线程

• 什么是线程
• 1个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程）
• 一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行

• 1个线程中任务的执行是串行的
• 如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务
• 也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务

进程和线程的比较

1.线程是CPU调用(执行任务)的最小单位。

2.进程是CPU分配资源和调度的单位。

3.一个程序可以对应多个进程，一个进程中可以有多个线程，但至少要有一个线程。

4.同一个进程内的线程共享进程的资源。

1 基本概念

01 进程

    进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。

02 线程

    2-1基本概念

        1个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程），线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行。

    2-2线程的串行

        1个线程中任务的执行是串行的，如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务。也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务。

03 多线程

    3-1基本概念

        即1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务。

    3-2线程的并行

        并行即同时执行。比如同时开启3条线程分别下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C。

    3-3多线程并发执行的原理

        在同一时间里，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）。多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换），如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象

    3-4多线程优缺点

        优点

            1）能适当提高程序的执行效率。

            2）能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）

        缺点

            1）开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能。

            2）线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。

            3）程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享

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04 多线程在iOS开发中的应用

    4-1主线程

        1）一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”。

        2）作用。刷新显示UI,处理UI事件。

    4-2使用注意

        1）不要将耗时操作放到主线程中去处理，会卡住线程。

        2）和UI相关的刷新操作必须放到主线程中进行处理。

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05 iOS中多线程的实现方案

    5-1pthread

        a.特点：

          1）一套通用的多线程API

          2）适用于Unix\Linux\Windows等系统

          3）跨平台\可移植

          4）使用难度大

        b.使用语言：c语言

        c.使用频率：几乎不用

        d.线程生命周期：由程序员进行管理

    5-2NSThread

        a.特点：

            1）使用更加面向对象

            2）简单易用，可直接操作线程对象

        b.使用语言：OC语言

        c.使用频率：偶尔使用

        d.线程生命周期：由程序员进行管理

    5-3GCD

        a.特点：

            1）旨在替代NSThread等线程技术

            2）充分利用设备的多核（自动）

        b.使用语言：C语言

        c.使用频率：经常使用

        d.线程生命周期：自动管理

    5-4NSOperation

        a.特点：

            1）基于GCD（底层是GCD）

            2）比GCD多了一些更简单实用的功能

            3）使用更加面向对象

        b.使用语言：OC语言

        c.使用频率：经常使用

        d.线程生命周期：自动管理

2 pthread

说明：pthread的基本使用（需要包含头文件）

    //使用pthread创建线程对象

    pthread_t thread;

    NSString*name = @"wendingding";

    //使用pthread创建线程

    //第一个参数：线程对象地址

    //第二个参数：线程属性

    //第三个参数：指向函数的指针

    //第四个参数：传递给该函数的参数

    pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));

3 NSThread

（1）NSThread的基本使用

//第一种创建线程的方式：alloc init.

//特点：需要手动开启线程，可以拿到线程对象进行详细设置

    //创建线程

    /*

     第一个参数：目标对象

     第二个参数：选择器，线程启动要调用哪个方法

     第三个参数：前面方法要接收的参数（最多只能接收一个参数，没有则传nil）

     */

    NSThread*thread = [[NSThreadalloc] initWithTarget:selfselector:@selector(run:) object:@"wendingding"];

     //启动线程

    [thread start];

//第二种创建线程的方式：分离出一条子线程

//特点：自动启动线程，无法对线程进行更详细的设置

    /*

     第一个参数：线程启动调用的方法

     第二个参数：目标对象

     第三个参数：传递给调用方法的参数

     */

    [NSThreaddetachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:selfwithObject:@"我是分离出来的子线程"];

//第三种创建线程的方式：后台线程

//特点：自动启动县城，无法进行更详细设置

[self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"我是后台线程"];

（2）设置线程的属性

   //设置线程的属性

    //设置线程的名称

    thread.name= @"线程A";

    //设置线程的优先级,注意线程优先级的取值范围为0.0~1.0之间，1.0表示线程的优先级最高,如果不设置该值，那么理想状态下默认为0.5

    thread.threadPriority= 1.0;

（3）线程的状态（了解）

//线程的各种状态：新建-就绪-运行-阻塞-死亡

//常用的控制线程状态的方法

[NSThreadexit];//退出当前线程

[NSThreadsleepForTimeInterval:2.0];//阻塞线程

[NSThreadsleepUntilDate:[NSDatedateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];//阻塞线程

//注意：线程死了不能复生

（4）线程安全

    01 前提：多个线程访问同一块资源会发生数据安全问题

    02 解决方案：加互斥锁

    03 相关代码：@synchronized(self){}

    04 专业术语-线程同步

    05 原子和非原子属性（是否对setter方法加锁）

（5）线程间通信

-(void)touchesBegan:(nonnullNSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event

{

//    [self download2];

    //开启一条子线程来下载图片

    [NSThreaddetachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:selfwithObject:nil];

}

-(void)downloadImage

{

    //1.确定要下载网络图片的url地址，一个url唯一对应着网络上的一个资源

    NSURL*url = [NSURLURLWithString:@"http://p6.qhimg.com/t01d2954e2799c461ab.jpg"];

    //2.根据url地址下载图片数据到本地（二进制数据

    NSData*data = [NSDatadataWithContentsOfURL:url];

    //3.把下载到本地的二进制数据转换成图片

    UIImage*image = [UIImageimageWithData:data];

    //4.回到主线程刷新UI

    //4.1第一种方式

//    [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    //4.2第二种方式

//    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    //4.3第三种方式

    [self.imageViewperformSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThreadmainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];

}

（6）如何计算代码段的执行时间

//第一种方法

    NSDate*start = [NSDatedate];

    //2.根据url地址下载图片数据到本地（二进制数据）

    NSData*data = [NSDatadataWithContentsOfURL:url];

    NSDate*end = [NSDatedate];

    NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);

//第二种方法

    CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();

    NSData*data = [NSDatadataWithContentsOfURL:url];

    CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();

    NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",end - start);

4.GCD

（1）GCD基本知识

01 两个核心概念-队列和任务

02 同步函数和异步函数

（2）GCD基本使用【重点】

01 异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务

02 异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务

03 同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务

04 同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务

05 异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务

06 同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）

07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异

（3）GCD线程间通信

 //0.获取一个全局的队列

    dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(0,0);

    //1.先开启一个线程，把下载图片的操作放在子线程中处理

    dispatch_async(queue, ^{

       //2.下载图片

        NSURL*url = [NSURLURLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];

        NSData*data = [NSDatadataWithContentsOfURL:url];

        UIImage*image = [UIImageimageWithData:data];

        NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThreadcurrentThread]);

        //3.回到主线程刷新UI

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

           self.imageView.image= image;

           //打印查看当前线程

            NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThreadcurrentThread]);

        });

    });

（4）GCD其它常用函数

    01栅栏函数（控制任务的执行顺序）

    dispatch_barrier_async(queue, ^{

        NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");

    });

    02延迟执行（延迟·控制在哪个线程执行）

      dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0* NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

        NSLog(@"---%@",[NSThreadcurrentThread]);

    });

    03一次性代码（注意不能放到懒加载）

    -(void)once

    {

        //整个程序运行过程中只会执行一次

        //onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过

        staticdispatch_once_t onceToken;

        dispatch_once(&onceToken, ^{

            NSLog(@"-----");

        });

    }

    04快速迭代（开多个线程并发完成迭代操作）

       dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {

    });

    05队列组（同栅栏函数）

    //创建队列组

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    //队列组中的任务执行完毕之后，执行该函数

    dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,dispatch_queue_tqueue,dispatch_block_t block);

    06进入群组和离开群组

    dispatch_group_enter(group);//执行该函数后，后面异步执行的block会被gruop监听

    dispatch_group_leave(group);//异步block中，所有的任务都执行完毕，最后离开群组

    //注意：dispatch_group_enter|dispatch_group_leave必须成对使用