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IOS学习笔记 -- 多线程

多线程
1.多线程的原理
  1>.同一时间,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行)
  2>.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)
  3>.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
如果线程非常非常多,会发生:
  1>.CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源
  2>.每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)

2.多线程的优缺点
  1>.多线程的优点
    能适当提高程序的执行效率
    能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)
  2>.多线程的缺点
    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
    线程越多,CPU在调度线程上的开销就越大
    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

3.主线程
  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”
   1>.主线程的主要作用
  显示\刷新UI界面
  处理UI事件(比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等)
  2>.主线程的使用注意
  别将比较耗时的操作放到主线程中
  耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种“卡”的坏体验

4.NSThread
  1> 开线程的几种方式
    * 先创建,后启动
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [thread start];
    * 直接启动
    a>.[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
    b>.[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

  2> 其他用法
    NSThread *current = [NSThread currentThread]; // 获取当前线程
    + (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
    + (void)exit; // 强制停止线程
    * 阻塞(暂停)线程
    + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
    + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

  3> 同步锁(互斥锁)
    1块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源,比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件,当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题
    同步锁的使用前提:多条线程抢夺同一块资源
    a>.同步锁使用格式
      @synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }
      注意:锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的
    b>.同步锁的优缺点
      优点:能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
      缺点:需要消耗大量的CPU资源
    c>.线程同步
      线程同步的意思是:多条线程按顺序地执行任务
      同步锁,就是使用了线程同步技术

  4> 线程间通信
    - (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
    - (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

2.GCD(重点)
  1> GCD的优势
    GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
    GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
    GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)
    程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码
  2> 队列的类型
    * 并发队列
    获得全局的并发队列: dispatch_get_global_queue

    * 串行队列
    a.自己创建: dispatch_queue_create
    b.主队列: dispatch_get_main_queue
    并发和串行决定了任务的执行方式
    并发:多个任务并发(同时)执行
    串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务
  3> 执行任务的方法类型
    * 同步(sync)执行
    * 异步(async)执行
    同步和异步决定了要不要开启新的线程
    同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
    异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力

  4> 线程间通信
    dispatch_async(
      dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
      // 执行耗时的异步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主线程,执行UI刷新操作
      });
    });

  5> 其他用法
    dispatch_once // 用于单例对象
    dispatch_after // 延迟加载
    dispatch_group_async\dispatch_group_notify // 队列组

3.NSOperation
  1> 基本使用
    a>.NSInvocationOperation : - (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;
    b>.NSBlockOperation : + (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
      - (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block; // 添加操作
      只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1,就会异步执行操作

  2> NSOperationQueue(重点)
    *添加操作到NSOperationQueue中
    - (void)addOperation:(NSOperation *)op;
    - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
    * 最大并发数设置
    - (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
    - (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
    *取消队列的所有操作
    - (void)cancelAllOperations;
    提示:也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作

    *暂停和恢复队列
    - (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列,NO代表恢复队列
    - (BOOL)isSuspended;

    * 设置依赖(面试题)
    [operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A

  3> 自定义Operation(了解基本流程)
    重写- (void)main方法,在里面实现想执行的任务
    重写- (void)main方法的注意点
    自己创建自动释放池(因为如果是异步操作,无法访问主线程的自动释放池)
    经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消,对取消做出响应

  4> 如何解决一张图片(一个url)重复下载的问题(面试题)
    使用字典或对象根据url保存下载的异步操作,判断这个异步操作是否存在,存在就不在创建