ios線程和GCD和隊列同步異步的關係

一、什麼是進程？

　　進程是指在系統中正在運行的一個應用程序。好比同時打開QQ、Xcode，系統就會分別啓動2個進程。截圖

　　

二、什麼是線程？

　　1）、一個進程要想執行任務，必須得有線程（每個進程至少要有一條線程）

　　2）、線程是進程的基本執行單元，一個進程（程序）的全部任務都在線程中執行

　　3）、一個線程中任務的執行是串行的。即若是要在1個線程中執行多個任務，那麼只能一個一個的按順序執行這些任務

三、什麼是多線程？

　　1）、一個線程中能夠開啓多條線程，每條線程能夠並行執行不一樣的任務。好比同時開啓三條線程分別下載3個文件

　　2）、同一時間，CPU只能處理一條線程，只有一條線程在工做（執行）

　　3）、多線程併發（同時）執行，實際上是CPU快速的在多線程之間調度（切換）

　　4）、若是cpu調度線程的時間足夠快，就形成了多線程併發執行的假象

　　5）、若是線程很是很是多，那麼會發生什麼狀況呢？

　　　　可能致使cpu在N條線程之間調度，消耗大量的cpu資源，進而致使每條線程被調度執行的頻次會下降（線程的執行效率下降）

　　6）、多線程的優勢：能適當提升程序的執行效率；能適當提升資源利用率（cpu、內存利用率）

　　7）、多線程的缺點：

　　　　開啓線程須要佔用必定的內存空間（默認狀況下，主線程佔用1M，子線程佔用512KB），若是開啓大量的線程，會佔用大量的內存空間，下降程序的性能；

　　　　線程越多，cpu在調度線程上的開銷就越大；

　　　　程序設計更加複雜：好比線程之間的通訊、多線程的數據共享

四、什麼是主線程

　　1）、一個ios程序運行後，默認會開啓一條線程，稱爲」主線程「或」UI線程「

　　2）、主線程的做用：

　　　　顯示/刷新UI界面；

　　　　處理UI事件（好比點擊事件、滾動事件、拖拽事件等）

　　3）、主線程的使用注意：

　　　　別將比較耗時的操做放到主線程中；耗時操做會卡住主線程，嚴重影響UI的流暢度，給用戶一種」卡「的壞體驗；

　　　　因此通常將耗時操做放在子線程（後臺線程、非主線程）

五、ios中多線程的實現方案：

　　

 六、NSThread

　　1)一個NSThread對象就表明一條線程

　　2）建立、啓動線程：

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

　　　　[thread start];

　　3)、主線程相關用法：

　　　　+ (NSThread *)mainThread;　　//獲取主線程

　　　　- (BOOL)isMainThread;　　　　//是否爲主線程

　　　　+ (BOOL)isMainThread;　　　　//是否爲主線程

　　4)、獲取當前線程： NSThread *current = [NSThread currentThread];

　　5)、線程的調度優先級

　　　　+ (double)threadPriority;

　　　　+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

　　　　- (double)threadPriority;

　　　　- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

　　　　調度優先級的取值範圍是0.0 ～ 1.0， 默認是0.5， 值越大，優先級越高

　　6）、線程的名字：- (void)setName: (NSString *)n;   - (NSString *)name;

　　7）、另一種建立線程方法：建立線程後啓動線程：

　　　　[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(testThread) toTarget:self withObject:nil];

　　8）、第三種建立線程方式：隱式建立並啓動線程：

　　　　[self performSelectorInBackground:@selector(testThread) withObject:nil];

　　9) 、後面2中建立線程方式的優缺點：

　　　　優勢：簡單快捷

　　　　缺點：沒法對線程進行更詳細的設置 

　　10)、阻塞（暫停）線程：

　　　　+ (void)sleepUnitilDate:(NSDate *)date; //睡眠到date這個時間上

　　　　+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)seconds;  //睡眠seconds秒

　　　　調用這兩個方法中任一方法，當前線程會睡眠（暫停）所設置的時間後，纔會執行後面的操做

　　11）、強制中止線程，讓當前線程提早結束它的生命：+ (void)exit; 

 七、多線程安全問題 - 互斥鎖

　　1)、互斥鎖使用方式：@synchronized(所對象) { //須要鎖定的代碼 } ;    // 線程同步：多條線程按順序地執行任務

　　2）、互斥鎖的優缺點：

　　　　優勢：能有效防止因多線程搶奪同一資源形成的數據安全問題；

　　　　缺點：須要消耗大量的CPU資源

八、原子和非原子屬性

　　OC在定義屬性時有nonatomic和atomic兩種選擇

　　atomic : 院子屬性，爲setter方法加鎖（默認就是atomic)

　　nonatomic：非原子屬性，不會位setter方法加鎖

　　---------------- nontomic 和 atomic對比 -------

　　atomic ：線程安全，須要消耗大量的資源；

　　nonatomic : 非線程安全，適合內存曉得移動設備

　　------ 對於設置屬性原子和非原子性的建議 --- 

　　a、全部屬性都聲明位nontomic； 

　　b、儘可能避免多線程搶奪同一塊資源；

　　c、儘可能將加鎖、資源搶奪的業務邏輯交給服務端處理，減少移動客戶端的壓力。

九、線程間通訊

　　在1個線程中，線程每每不是孤立存在的，多個線程之間須要常常進行通訊：好比說一個線程傳遞數據給另外一個線程，又或者在一個線程中執行完成特定任務後，轉到另外一個線程繼續執行任務。

　　線程間通訊經常使用方法：

　　- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelectorWithObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; //傳遞數據到主線程

　　- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; //傳遞數據到另外一個線程

 

十、GCD

　　1)、GCD，全稱是Grand Central Dispatch，偉大的中央調度器。純C語言，提供了很是多強大的函數

　　2）、GCD的優點：

　　　　GCD是蘋果公司位多核的並行運算提出的解決方案；會自動利用更多的CPU內核；

　　　　會自動管理線程的生命週期（建立線程、調度任務、銷燬線程）

　　3）、GCD中2個核心概念：任務和隊列。任務指執行什麼操做，隊列是用來存聽任務。

　　　　GCD的使用步驟：

　　　　　　a、定製任務。肯定想作的事；    

　　　　　　b、將任務添加到隊列中。GCD會自動將隊列中的任務取出，放到對應的線程中執行 ；任務的取出遵循隊列的FIFO原則：先進先出。

　　　　GCD執行任務函數：

　　　　　　用同步的方式執行任務：dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);   // queue指隊列   ；  block指任務

　　　　　　用異步的方式執行任務：dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

　　　　　　同步和異步的區別：同步只能在當前的線程中執行任務，不具有開啓新線程的能力； 異步能夠在新的線程中執行任務，具有開啓新線程的能力；

　　4）、隊列的類型：主要分爲併發隊列和串行隊列

　　　　併發隊列：Concurrent Dispatch Queue, 可讓多個任務併發（同時）執行（自動開啓多個線程同時執行任務）；

　　　　　　　　　併發功能只有在異步（dispatch_async)函數下才有效

　　　　串行隊列：Serial Dispatch Queue, 讓任務一個接着一個地執行（一個任務執行完畢後，再執行下一個任務）

　　　　

　　　　並行隊列：

　　　　GCD默認已經提供了全局的併發隊列，供整個應用使用，不須要手動建立；

　　　　使用dispatch_get_global_queue函數得到全局的併發隊列；

　　　　dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority,  unsigned long flags);  //priority指隊列的優先級， flags參數暫時無用，用0便可

　　　　示例：dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,  0); //得到全局併發隊列　　

　　　　全局併發隊列的優先級：

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH　　2//高

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT  0//默認（中）

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW　(-2)  //低

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN　　//後臺

 

　　　　串行隊列：

　　　　使用dispatch_queue_create函數建立一個串行隊列

　　　　dispatch_queue_create(const char *lable, dispatch_queue_attr_t attr); //lable參數指隊列名稱；attr參數指隊列屬性，通常用NULL便可

　　　　另外可使用主隊列：dispatch_get_main_queue()，主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列；放在主隊列中的任務，都會放到主線程中執行

 

-----------------------------------------------------

線程和隊列、異步同步函數的關係？

一、一個應用程序表示開啓了一個進程

二、一個進程至少有一個線程，即至少有一個主線程，也能夠開啓多條線程

三、一個線程中能夠有多個隊列，每一個隊列中能夠執行多個任務

四、在線程中執行任務的順序能夠是按順序來執行，也能夠用不按順序來執行。即表現爲串行和並行

五、那異步和同步函數的做用在哪裏？

     是否開啓多條線程，而後執行的隊列（任務）是否按順序仍是不按順序執行，都須要異步和同步函數的配合才能實現！

    並行和串行隊列，與異步同步函數的排列組合有以下這些：

    a、並行隊列 + 異步函數 開啓多條線程，不按順序執行任務；

    b、串行隊列 + 異步函數 開啓一條新線程，按順序執行任務；

    c、主隊列 + 異步函數不開啓新線程，按順序執行任務

 

    d、並行隊列 + 同步函數不開啓新線程，按順序執行任務；

    e、串行隊列 + 同步函數不開啓新線程，按順序執行任務；

    f、主隊列 + 同步函數會出現卡死現象！緣由：循環等待，主隊列的東西要等主線程執行完，又不能開線程，

因此下面的任務要等上面的任務執行完，而後卡死

 

舉例說明：

1、並行隊列 + 異步函數：開啓多條線程，不按順序執行任務 （全局隊列+異步函數效果同樣）

dispatch_queue_t q1 = dispatch_queue_create("mulQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        dispatch_async(q1, ^{
            NSLog(@"並行+異步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"並行隊列+異步函數測試執行 end....");
    /*
     並行隊列+異步函數測試執行 end....
     並行+異步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000026ab80>{number = 5, name = (null)}
     並行+異步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x600000269b00>{number = 3, name = (null)}
     並行+異步，i=4, currentThread: <NSThread: 0x60000026ea80>{number = 7, name = (null)}
     並行+異步，i=3, currentThread: <NSThread: 0x600000269bc0>{number = 6, name = (null)}
     並行+異步，i=5, currentThread: <NSThread: 0x60800026d8c0>{number = 8, name = (null)}
     ....
     並行+異步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x600000272f80>{number = 49, name = (null)}
     並行+異步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x600000273000>{number = 50, name = (null)}
     並行+異步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000026ad40>{number = 11, name = (null)}
     */

View Code

 

2、並行 + 同步：不開啓線程，按順序執行，在主線程執行

dispatch_queue_t q2 = dispatch_queue_create("mulQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        dispatch_sync(q2, ^{
            NSLog(@"並行+同步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"並行隊列+同步函數測試執行 end....");
    /*
     並行+同步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     並行+同步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     並行+同步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     ....
     並行+同步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     並行+同步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     並行+同步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     並行隊列+同步函數測試執行 end....
     */

View Code

 

3、串行 + 異步：開啓一條新線程，按順序執行

dispatch_queue_t q3 = dispatch_queue_create("singleQueue", NULL);
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        dispatch_async(q3, ^{
            NSLog(@"串行+異步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"串行隊列+異步函數測試執行 end....: %@", [NSThread currentThread]);
    /*
     串行+異步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行隊列+異步函數測試執行 end....: <NSThread: 0x60800007b800>{number = 1, name = main}
     串行+異步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+異步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     ....
     串行+異步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+異步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+異步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     */

View Code

 

4、主隊列 + 異步：不開啓新線程，按順序執行

dispatch_queue_t q4 = dispatch_get_main_queue();
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        dispatch_async(q4, ^{
            NSLog(@"主隊列+異步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"主隊列+異步函數測試執行 end....: %@", [NSThread currentThread]);
    /*
     主隊列+異步函數測試執行 end....: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主隊列+異步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主隊列+異步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主隊列+異步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     ....
     主隊列+異步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主隊列+異步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主隊列+異步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     */

View Code