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iOS – 多线程(一):初识


iOS – 多线程 系列文章

iOS – 多线程(一):初识
iOS – 多线程(二):pthread、NSThread
iOS – 多线程(三):GCD
iOS – 多线程(四):NSOperation
iOS – 多线程(五):线程同步方案

1.线程和进程

1.1 线程的定义

  • 线程是资源分配的最小单位,也是处理器调度的基本单位;
  • 线程是进程的基本执行单元,一个进程的所有任务都在线程中执行;
  • 进程要想执行任务,必须得有线程,进程至少要有一条线程;
  • 程序启动会默认开启一条线程,这条线程被称为主线程或者 UI 线程。

1.2 进程的定义

  • 进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程里的资源;
  • 进程是指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的且受保护的内存。

1.3 线程与进程的区别

  • 地址空间:同一进程的线程共享本进程的地址空间,而进程之间则是独立的地址空间;
  • 资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程里的资源,如内存、I/O、CPU等,但是进程之间的资源是独立的;
  • 一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮;
  • 进程切换时,消耗的资源大,效率高。所以涉及到频繁的切换时,使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程不能用进程;
  • 执行过程:每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制;
  • 线程是处理器调度的基本单位,但是进程不是;
  • 多进程,允许多个任务同时运行;多线程,允许单个任务分为不同的部分运行。

1.4 为什么要在主线程更新UI?

安全+效率:因为 UIKit 框架不是线程安全的框架,当在多个线程进行 UI 操作,有可能出现资源抢夺,导致问题。

2.多线程

2.1 多线程的意义

优点:
  • 能适当提高程序的执行效率;
  • 能适当提高资源的利用率(CPU,内存);
  • 线程上的任务执行完成后,线程会自动销毁;
  • 可以解决程序阻塞的问题。
缺点:
  • 开启线程需要占用一定的内存空间(默认情况下,每一个线程都占 512 KB);
  • 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 在调用线程上的开销就越大;
  • 程序设计更加复杂,比如线程间的通信、多线程的数据共享。

2.2 多线程的执行原理

  • (单核CPU)同一时间,CPU 只能处理一个线程,只有一个线程在执行;
  • 多线程同时执行:是 CPU 在单位时间片里快速在多个线程之间切换;
  • CPU 调度线程的时间足够快,就造成了多线程“同时”执行;
  • 如果线程数非常多, CPU 会在 n 个线程之间切换,消耗大量的 CPU 资源;
  • 每个线程被调度的次数会降低,线程的执行效率降低。

2.3 iOS中的多线程技术方案

技术方案 简介 语言 线程声明周期 使用频率
pthread ● 一套通用的多线程API
● 适用于Unix\\Linux\\Windows等系统
● 跨平台\\可移植
● 使用难度大
C 程序员管理 几乎不用
NSThread ● 使用更加面向对象
● 简单易用,可直接操作线程对象
OC 程序员管理 偶尔使用
GCD ● 旨在替代NSThread等线程技术
● 充分利用设备的多核
C 自动管理 经常使用
NSOperation ● 基于GCD(底层是GCD)
● 比GCD多了一些更简单实用的功能
● 使用更加面向对象
OC 自动管理 经常使用

3. 线程与RunLoop的关系

  苹果官方文档:线程编程指南——RunLoop
  从苹果官方文档可以看到,

RunLoop

的相关介绍写在线程编程指南中,可见

RunLoop

和线程的关系不一般。

  • RunLoop

    对象和线程是一一对应关系

  • RunLoop

    保存在一个全局的

    Dictionary

    里,线程作为

    key

    RunLoop

    作为

    value
  • RunLoop

    创建时机:线程刚创建时并没有

    RunLoop

    对象,

    RunLoop

    会在第一次获取它时创建,获取方式已经在第一篇文章中讲到

  • RunLoop

    销毁时机:

    RunLoop

    会在线程结束时销毁

  • 主线程的
    RunLoop

    已经自动获取(创建),子线程默认没有开启

    RunLoop
  • 主线程的
    RunLoop

    对象是在

    UIApplicationMain

    中通过

    [NSRunLoop currentRunLoop]

    获取,一旦发现它不存在,就会创建

    RunLoop

    对象

相关链接:深入浅出 RunLoop(四):RunLoop 与线程

相关链接

Threading Programming Guide(苹果官方文档)

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