多线程概念篇

提到多线程的时候，必不可少的会提到进程相关的概念，这里先简单总结一下进程和线程。

什么是进程？什么是线程？

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，每个进程均运行在专用的且受保护的内存。

iOS系统是单进程，Android支持多进程。

线程是进程的基本单元，一个进程的所有任务都要在线程中执行，进程要想执行任务必须要有线程，也就是，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。

进程和线程的区别

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：同一进程内的线程共享本进程的资源，如内存、I/O、CPU等，但是进程之间的资源是独立的。
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。
崩溃影响：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。
线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

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后，线程会自动销毁；

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512KB）；
• 如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序性能；
• 线程越多，CPU在调用线程上的开销越大；
• 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；

  多线程原理

  CPU在单位时间片里快速在各个线程之间切换。

  这个可能和我们常规所想的不一致。实际上就是CPU在线程间的快速切换，造成了多线程同时执行任务的假象。

线程的生命周期

新建：新建状态，未启动；
就绪：线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源；
运行：线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。
堵塞：调用sleep方法、等待同步锁、从可调度线程池移除等情况导致堵塞；
死亡：完成任务自动销毁，异常终止，强制退出。

线程和队列的关系

线程和队列没有什么必然的关系。可以这样理解队列是用来存任务的，就是一种数据结构。队列分为串行队列和并行队列。串行队列遵循FIFO（先进先出）原则。
线程是用来执行任务的，具体的执行需要用函数来操控。执行方式分为同步执行和异步执行。同步执行：不会开启子线程在当前线程执行任务，必须等待当前语句执行完毕才会执行下一条语句。异步执行：异步又是多线程的代名词，会开启子线程，不用等当前语句执行完毕，就可以执行下一条语句。
同步、异步与串行、并行，形成四种组合：

同步+串行

• 不会开启其他线程，在当前线程执行任务；
• 任务串行执行，任务一个接一个；

• 会产生堵塞；

  同步+并行

• 不会开启其他线程，在当前线程执行任务；

• 任务一个接一个；

  异步+串行

• 开启一条新线程；

• 任务一个接着一个；

  异步+并行

• 开启多个新线程；

• 任务执行没有顺序，和CPU调度有关；

  线程池

  线程的创建、销毁会造成系统资源的消耗，线程池就是将已经创建的线程添加到池子中，通过重用应创建的线程，降低了这种消耗。

线程池的原理图

多线程技术方案