首先，在瞭解多線程以前要了解什麼是進程，什麼是線程
進程是指在系統中正在運行的一個應用程序。每一個進程之間是獨立的，每一個進程均運行在其專用且受保護的內存空間內。
一個進程要想執行任務，必須得有至少一個線程，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。
一個線程中任務的執行是串行的，若是要在1個線程中執行多個任務，那麼只能一個一個地按順序執行這些任務。也就是說，在同一時間內，1個線程只能執行1個任務。html
什麼是多線程？
即在一個進程（程序）中能夠開啓多條線程，每條線程能夠並行（同時）執行不一樣的任務。ios
並行即同時執行。好比同時開啓3條線程分別下載3個文件（分別是文件A、文件B、文件C）。程序員
在同一時間裏，CPU只能處理一條線程，只有一條線程在工做（執行）。多線程併發（同時）執行，實際上是CPU快速地在多條線程之間快速切換，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。設計模式
多線程優缺點
優勢:安全
- 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）
缺點:網絡
- 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
開啓多線程的方式
當一個iOS程序運行後，默認會開啓1條線程，稱爲「主線程」或「UI線程」；它的做用就是刷新顯示UI,處理UI事件。多線程
- 不要將耗時操做放到主線程中去處理，會卡住線程。
- 和UI相關的刷新操做必須放到主線程中進行處理。
pthread
特色：併發
- 一套通用的多線程API
- 適用於UnixLinuxWindows等系統
- 跨平臺可移植
使用難度：*****
使用語言：c語言
使用頻率：幾乎不用
線程生命週期：由程序員進行管理app
使用說明：pthread的基本使用（須要包含頭文件）異步
具體實現代碼：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
|
NSThread
特色：
- 使用更加面向對象
- 簡單易用，可直接操做線程對象
使用難度：***
使用語言：OC語言
使用頻率：偶爾使用
線程生命週期：由程序員進行管理
建立線程
第一種建立線程的方式：alloc init
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
NSThread *newThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[newThread start];
|
第二種建立線程的方式：分離出一條子線程
1
2
3
4
5
6
7
|
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
|
第三種建立線程的方式：後臺線程
1
2
3
4
5
6
|
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
|
設置線程的屬性
1
2
3
4
5
|
thread.name = @"線程A";
thread.threadPriority = 1.0;
|
線程的狀態
線程的各類狀態：新建-就緒-運行-阻塞-死亡
1
2
3
4
5
|
[NSThread exit];
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];
|
線程安全
前提：多個線程訪問同一塊資源會發生數據安全問題
解決方案：加互斥鎖
相關代碼：@synchronized(self){}
專業術語-線程同步
原子和非原子屬性（是否對setter方法加鎖）
線程間通訊
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
|
-(void)touchesBegan:(nonnull NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event
{
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:self withObject:nil];
}
-(void)downloadImage
{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}
|
如何計算代碼段的執行時間
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
NSDate *start = [NSDate date];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"第二步操做花費的時間爲%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);
CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"第二步操做花費的時間爲%f",end - start);
|
GCD
特色：
- 旨在替代NSThread等線程技術
- 充分利用設備的多核（自動）
使用難度：**
使用語言：C語言
使用頻率：常用
線程生命週期：自動管理
GCD基本使用
異步函數+併發隊列：開啓多條線程，併發執行任務
異步函數+串行隊列：開啓一條線程，串行執行任務
同步函數+併發隊列：不開線程，串行執行任務
同步函數+串行隊列：不開線程，串行執行任務
異步函數+主隊列：不開線程，在主線程中串行執行任務
同步函數+主隊列：不開線程，串行執行任務（注意死鎖發生）
注意同步函數和異步函數在執行順序上面的差別
GCD線程間通訊
建立串行隊列
1
2
3
4
5
|
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create(const char *label, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
|
建立併發隊列
1
2
3
4
5
|
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create(const char *label, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
|
建立全局隊列
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下載操做所在的線程--%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
});
});
|
GCD其它經常使用函數
柵欄函數（控制任務的執行順序）
1
2
3
|
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
});
|
延遲執行（延遲·控制在哪一個線程執行）
1
2
3
|
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
});
|
一次性代碼（注意不能放到懶加載）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
-(void)once
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"-----");
});
}
|
快速迭代（開多個線程併發完成迭代操做）
1
2
3
|
dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
});
|
隊列組（同柵欄函數）
1
2
3
4
5
6
|
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block);
|
注意事項：
在iOS6.0以前，在GCD中凡是使用了帶Crearte和retain的函數在最後都須要作一次release操做。而主隊列和全局併發隊列不須要咱們手動release。在iOS6.0以後GCD已經被歸入到了ARC的內存管理範疇中，即使是使用retain或者create函數建立的對象也再也不須要開發人員手動釋放，咱們像對待普通OC對象同樣對待GCD就OK。
在使用柵欄函數的時候，蘋果官方明確規定柵欄函數只有在和使用create函數本身的建立的併發隊列一塊兒使用的時候纔有效
NSOperation
特色：
- 基於GCD（底層是GCD）
- 比GCD多了一些更簡單實用的功能
- 使用更加面向對象
使用難度：**
使用語言：OC語言
使用頻率：常用
線程生命週期：自動管理
NSOperation是對GCD的包裝，其自己是隻是抽象類，只有它的子類（三個子類分別是：NSBlockOperation、NSInvocationOperation以及自定義繼承自NSOperation的類）才能建立對象
NSInvocationOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[operation start];
|
NSBlockOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"---download1--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download3--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation start];
|
自定義NSOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
-(void)main
{
NSLog(@"--main--%@",[NSThread currentThread]);
}
TYOperation *op = [[TYOperation alloc]init];
[op start];
|
NSOperationQueue
NSOperation中的兩種隊列
- 主隊列 經過mainQueue得到，凡是放到主隊列中的任務都將在主線程執行
- 非主隊列 直接alloc init出來的隊列。非主隊列同時具有了併發和串行的功能，經過設置最大併發數屬性來控制任務是併發執行仍是串行執行
NSInvocationOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
|
- (void)invocation
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
NSInvocationOperation * 大專欄 iOS之多線程op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
}
|
NSBlockOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
|
- (void)freeBlock
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2]
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
}];
}
|
自定義NSOperation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
-(void)freeOperation
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
TYOperation *op1 = [[TYOperation alloc]init];
TYOperation *op2 = [[TYOperation alloc]init];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
|
NSOperation其它用法
設置最大併發數[最大併發數關係着隊列是串行仍是並行]
建立隊列
1
|
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
|
設置最大併發數
- 該屬性須要在任務添加到隊列中以前進行設置
- 該屬性控制隊列是串行執行仍是併發執行
- 若是最大併發數等於1，那麼該隊列是串行的，若是大於1那麼是並行的
4.系統的最大併發數有個默認的值，爲-1，若是該屬性設置爲0，那麼不會執行任何任務
1
|
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
|
暫停和恢復以及取消
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
|
if (self.queue.isSuspended) {
self.queue.suspended = NO;
}else{
self.queue.suspended = YES;
}
[self.queue cancelAllOperations];
---------自定義NSOperation取消操做--------------------------
-(void)main
{
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任務1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
if (self.isCancelled) {
return;
}
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任務1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}
|
NSOperation實現線程間通訊
開子線程下載圖片
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下載圖片操做--%@",[NSThread currentThread]);
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI操做---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
|
下載多張圖片合成綜合案例（設置操做依賴）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
|
- (void)download
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/14/1457926891_nZGraHTj.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p3.wmpic.me/article/2016/01/08/1452222281_PmFnXZHU.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
}];
NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
[self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
[self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
[combine addDependency:op1];
[combine addDependency:op2];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:combine];
}
|
單例設計模式
iOS開發多種設計模式之一—-單例模式
什麼是單例
在程序運行過程，一個類有且只有一個實例對象
使用場合
在整個應用程序中，共享一份資源（這份資源只須要建立初始化1次）
在不一樣的內存管理機制下實現單例:
ARC實現單例
步驟:
- 在類的內部提供一個static修飾的全局變量
- 提供一個類方法，方便外界訪問
- 重寫+allocWithZone方法，保證永遠都只爲單例對象分配一次內存空間
- 嚴謹起見，重寫-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法
代碼實現:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
|
static TYSingleTools *_instance;
+(instancetype)shareTools
{
return [[self alloc]init];
}
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (_instance == nil) {
_instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return _instance;
}
-(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
|
MRC實現單例
步驟:
- 在類的內部提供一個static修飾的全局變量
- 提供一個類方法，方便外界訪問
- 重寫+allocWithZone方法，保證永遠都只爲單例對象分配一次內存空間
- 嚴謹起見，重寫-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法
- 重寫release和retain方法
- 建議在retainCount方法中返回一個最大值（有經驗的程序員經過打印retainCount這個值能夠猜到這是一個單例）
配置MRC環境知識:
- 注意ARC不是垃圾回收機制，是編譯器特性
- 配置MRC環境：build setting ->搜索automatic ref->修改成NO
代碼實現:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
|
static TYSingleTools *_instance;
+(instancetype)shareTools
{
return [[self alloc]init];
}
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (_instance == nil) {
_instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return _instance;
}
-(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(oneway void)release
{
}
-(instancetype)retain
{
return _instance;
}
-(NSUInteger)retainCount
{
return MAXFLOAT;
}
|
- 忽略ARC和MRC的單例通用版本
可使用條件編譯來判斷當前項目環境是ARC仍是MRC，從而實現一份代碼在不一樣的內存管理機制下均可以實現單例。
1
2
3
4
5
6
|
條件編譯:
#if __has_feature(objc_arc)
//若是是ARC，那麼就執行這裏的代碼1
#else
//若是不是ARC，那麼就執行代理的代碼2
#endif
|
注意：單例是不能夠用繼承的。
參考資料
