iOS多线程

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定义
原理
状态
锁
GCD
- 队列
- 补充

定义

线程

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
进程想要执行任务，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UI线程
能开辟的最大线程数跟CPU有关

进程
系统中正在运行的一个应用程序
每个进程之前是独立的，每个进程均运行在其专用的且受保护的内存空间内
通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所有开启的进程

说明
iOS是单进程，Android是多进程，可以进程间通讯，多任务是多线程。
进程是有内存空间的，线程没有内存空间，共享使用本进程的空间，而进程之前则是独立的地址空间
- TLS（Thread Local Storage），线程局部存储（例：同步锁时，存储syncData），是某些操作系统为线程单独提供的私有空间，但通常只具有很有限的容量。
iOS中有pthread、NSThread、NSOperation、GCD

原理
Cpu单位时间片内切换调度任务

状态
新建线程，调用start后，线程进入就绪状态（runnable），此时cpu可调度，当cpu调度当前线程，状态为运行（running），当前线程有两种状态
- 调用sleep、等待同步锁、从可调度线程池移除，进入阻塞状态（Blocked）
- 直接挂掉（Dead）
可调度线程池
- 线程池存在阈值（任何任务都是依赖于线程执行）
  1. 核心线程是否正在运行，是否都有任务，创建新的工作线程去执行
  2. 线程池工作队列是否饱和->将任务存储在工作队列
  3. 线程池中的线程都处于执行状态->安排线程去执行
  4. 交给饱和策略去处理（这四种拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandler接口）
    1. 直接抛出异常RejectExecutionExeception异常来阻止系统正常运行
    2. 将任务回退到调用者
    3. 丢掉等待最久的任务
    4. 直接丢掉任务

未命名文件 (5).jpg

任务的执行速度的影响因素
- cpu调度
- 任务复杂度
- 线程状态
- 优先级

未命名文件 (22).jpg

优先级反转
- IO密集型 -> 频繁等待，IO相对于cpu优先级提升
- CPU密集型 -> 很少等待
- 饿死，OSSpinLock
- 调度，任务的优先级不断提升，造成优先级反转
优先级因素
- 用户指定
- 根据等待的频繁度
- 长时间不执行也会提升优先级
  锁
自旋锁，发现其它线程执行当前线程，询问+忙等，耗费性能比较高。
- 短小任务使用，比如atomic。
  - atomic是原子属性，是为多线程开发准备的，是默认属性
  - 仅仅在属性的Setter方法中，增加了锁（自旋锁），能够保证同一时间，只有一条线程对属性进行‘写’操作，同一时间单线程写多线程读的线程处理技术
  - atomic在底层源码中只是一个标识符判断，判断是否添加自旋锁，底层是spinLock
  - noatomic，没有锁，性能高 ```cpp static inline void reallySetProperty(id self, SEL _cmd, id newValue, ptrdiff_t offset, bool atomic, bool copy, bool mutableCopy) { ….
  if (!atomic) { oldValue = slot; slot = newValue; } else { spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot]; slotlock.lock(); oldValue = slot; slot = newValue;
  slotlock.unlock(); }
  
  objc_release(oldValue); } ```
互斥锁，发现其它线程执行当前线程，休眠（就绪状态）一直在等打开，唤醒执行。

GCD
将任务添加到队列，并指定执行任务的函数
以下任务block并未执行block（），添加到了队列后，指定了函数执行 ```cpp
(void)syncTest { ///<< 创建任务 dispatch_block_t block = ^{
```
  NSLog(@"hello, GCD");
```
}; ///<< 添加到队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.cc.cn”, NULL); ///<< 指定函数执行 dispatch_async(queue, block); } ```

队列
队列，是一种数据结构，FIFO
- 串行队列，任务1一定在任务2前，一个个执行
- 并发队列，具备任务调度能力，但不具备执行能力，执行依赖线程池中的线程
无论同步函数还是异步函数，都是耗时任务 ```cpp // 同步队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“cooci”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); NSLog(@”1”); // 异步函数 dispatch_async(queue, ^{
```
  NSLog(@"2");
  // 同步
  dispatch_sync(queue, ^{
      NSLog(@"3");
  });
  NSLog(@"4");
```
}); NSLog(@”5”);

运行结果 1 -> 5 -> 2 -> 3 -> 4


- **以下会出现死锁，打印 1 -> 5 -> 2，无论去掉12行与否，都会死锁，任务块在后面添加新任务**
- **_dispatch_sync_f_slow**
```cpp
// 同步队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cooci", NULL);
    NSLog(@"1");
    // 异步函数
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2");
        // 同步函数：护犊子，堵塞11行以后的代码执行
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"3");
        });
        // 无论去掉以下代码都会死锁
        NSLog(@"4");
    });
    NSLog(@"5");

未命名文件 (24).jpg

补充

以下函数可能打印结果：
任务依次加入到主队列中，加到NSLog（0）后，但是任务3护犊子，所以先执行
queue为并发队列时
- 任务3是同步函数，会阻塞其后面的执行，所以任务3在任务4前执行
- 任务4一定在任务5、6、7前执行
- 任务1、2、3顺序不固定
- 任务7、8、9顺序不固定
- 答案是A、C
queue为串行队列时
- 自上而下依次执行dispatch_async -> dispatch_async -> dispatch_sync -> …
- 任务NSLog被加入到串行队列中，所以打印顺序为1230789
- 答案是A

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.lg.cooci.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    ///<< 任务1
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    ///<< 任务2
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
    ///<< 任务3
    dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"3"); });
    ///<< 任务4
    NSLog(@"0");
    ///<< 任务5
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"7");
    });
    ///<< 任务6
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"8");
    });
    ///<< 任务7
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"9");
    });
    // A: 1230789
    // B: 1237890
    // C: 3120798
    // D: 2137890

未命名文件 (2).jpg

定义

线程

进程

说明

原理

状态

锁

GCD

队列

补充