iOS 多線程

常常聽到這樣的問題 "你在處理多線程的時候 遇到過什麼問題 或者說 你使用過多線程嗎 如何操做的"

具體 我也沒聽過 別人是怎麼回答的,我也沒太想好怎樣回答纔算全面,今天利用工做空餘時間好好系統學一下,從如下幾個角度學習

1 理論

2 舉例子運用

3 實際開發注意要點

一 理論

  1 線程和進程

      a 通常運行一個程序就是一個進程. 一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程

      b 線程，是進程的一部分，一個沒有線程的進程能夠被看做是單線程的 (相對進程而言，線程是一個更加接近於執行體的概念)

      c 進程能夠建立線程 也能夠建立進程 

      d 線程由進程管理,  線程之間  線程和父進程之間(建立線程的進程)共享內存變量 (須要策略實現)

      e 進程之間通常不能夠直接共享內存變量,須要一些進程間的控制共享內存變量

  2 iOS 多線程編程技術(這裏主講GCD)

      NSThread  NSOperation  GCD

     (1) NSThread 

       優勢: 使用起來比 其餘兩個更輕量級

       缺點:須要本身管理線程的生命週期,線程同步. 線程同步的加鎖會又必定的系統開銷

     (2)NSOperation 

       優勢:無需關心線程管理,數據同步.關鍵是操做執行操做.

              相關類:抽象類 NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation

              建立NSOperation子類對象,把對象添加到NSOperationqueue隊列裏執行

     (3)GCD (grand central dispatch)

        iOS4後開始使用,是代替以上兩種多線程方法的強大技術,GCD中FIFO隊列稱爲 dispatch queue

       dispatch queue :

       a  串行隊列: serial 隊列  隊裏任務 是一個一個地執行

       dispatch_queue_t  queue = dispatch_queue_create("com.xxx.serialQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// 本身建立一個串行隊列

       b  並行隊列:concurrent 隊列 一般任務會併發的執行     

       dispatch_queue_t  queue  =  dispatch_queue_create("com.xxx.concurrentQueue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);// 本身建立一個並行隊列

      c 全局隊列 : 系統級別的,直接拿來用,是一種併發隊列

       dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

      d 主隊列 :一個應用程序對應惟一一個主隊列,也是系統級別,直接拿來用,多線程開發使用主隊列更新UI. 是一種串行隊列

       dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_main_queue();

 二 舉例運用

  dispatch queue

#define global_queue dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
#define main_queue dispatch_get_main_queue()

 (1)dispatch_async

     耗時懂得操做,數據處理,IO讀取數據庫什麼的 在另外一個線程中處理,而後通知主線程更新UI

     經常使用方法:

dispatch_async(global_queue, ^{
    //耗時間性能的處理放在這
    dispatch_sync(main_queue, ^{
        //主線程更新UI
    });
});

 (2)dispatch_group_async

   能夠實現監聽一組任務是否完成, 完成後獲得通知再執行其餘操做

   經常使用方法舉例:下載 5張圖片(或者說有五個獨立數據請求),下載完了更新UI (都請求完成後執行其餘操做)

- (void)fun
{
    // 建立一個組
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, global_queue, ^{
        //開啓一個任務1
    });
    
    dispatch_group_async(group, global_queue, ^{
        // 開啓一個任務2
    });

   //開啓一個任務3

   //開啓一個任務4

   //開啓一個任務5
    dispatch_group_notify(group, main_queue, ^{

// 等group中的全部任務都執行完畢, 再回到主線程執行其餘操做
 }); }

 (3)dispathch_barrier_async(柵欄函數)

void dispatch_barrier_async ( dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block );

參數 queue: 將barrier添加到那個隊列
    block: barrier block 代碼塊

    "在它前面的的任務執行後它才執行,在它後面的任務須要等它執行完成後才能執行".

    使用狀況是和並行隊列一塊兒使用,"同dispatch_queue_create函數生成的concurrent Dispatch Queue隊列一塊兒使用", 這個queue 必定是 本身建立的 併發隊列,若是是 使用全局併發隊列或者是一個串行隊列,那麼這個函數等同於dispatch_async函數.

 使用舉例:

 

- (void)barrier
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//這個queue 必定是 本身建立的 併發隊列,若是是 使用全局併發隊列或者是一個串行隊列,那麼這個函數等同於dispatch_async函數.
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務1");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務2");
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"barrier");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務3");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務4");
    });
}

打印結果

任務1

任務2 (1 和 2 併發 順序不定)

barrier

任務3

任務4 (3 和 4 併發 順序不定)

  (4)dispatch_apply

   執行N次的某一個代碼片斷 

dispatch_apply(5, global_queue, ^(size_t index){
     //此處任務執行5次
});

 

三 實際開發注意要點

     重點是關注多線程死鎖問題,和正確選擇多線程策略

     關於死鎖,主要參考大學操做系統課程標配講解:

     死鎖緣由

             (1)資源競爭 資源分配不當

             (2)系統資源不足

             (3)進程運行推動順序不合適

     死鎖條件:

           (1)互斥:進程在某一時間內獨佔資源

           (2)請求與保持:進程已經擁有當前資源,可是又申請新資源

           (3)不可剝奪: 進程的資源沒使用完 就不能夠強行從資源佔有者處爭奪資源

           (4)循環等待 : 出現閉環

     死鎖預防:(破壞上述四個必要條件的一個或者幾個)

          (1)破壞上述四個必要條件的一個或者幾個 來防止死鎖產生

          (2)鴕鳥算法,發生錯誤機率極小 可忽略

          (3)仔細檢查對資源的動態分配狀況,來預防死鎖

          (4)檢測死鎖而且恢復

          (5)避免死鎖的一個通用的經驗法則是:當幾個線程都要訪問共享資源A、B、C時，保證使每一個線程都按照一樣的順序去訪問它們，好比都先訪問A，在訪問B和C。這樣不會產生閉環.

   參考:

    https://developer.apple.com/reference/dispatch#//apple_ref/c/func/dispatch_barrier_async