ACM_Someone like you

經常聽到這樣的問題 "你在處理多線程的時候 遇到過什么問題 或者說 你使用過多線程嗎 如何操作的"

具體 我也沒聽過 別人是怎么回答的,我也沒太想好怎樣回答才算全面,今天利用工作空余時間好好系統學一下,從以下幾個角度學習

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 一般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可以被看作是單線程的 (相對進程而言，線程是一個更加接近于執行體的概念)

      c 進程可以創建線程 也可以創建進程 

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

      e 進程之間一般不可以直接共享內存變量,需要一些進程間的控制共享內存變量

  2 iOS 多線程編程技術(這里主講GCD)

      NSThread  NSOperation  GCD

     (1) NSThread 

       優點: 使用起來比 其他兩個更輕量級

       缺點:需要自己管理線程的生命周期,線程同步. 線程同步的加鎖會又一定的系統開銷

     (2)NSOperation 

       優點:無需關心線程管理,數據同步.關鍵是操作執行操作.

              相關類:抽象類 NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation

              創建NSOperation子類對象,把對象添加到NSOperationqueue隊列里執行

     (3)GCD (grand central dispatch)

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

       dispatch queue :

       a  串行隊列: serial 隊列  隊里任務 是一個一個地執行

       dispatch_queue_t  queue = dispatch_queue_create("com.xxx.serialQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// 自己創建一個串行隊列

       b  并行隊列:concurrent 隊列 通常任務會并發的執行     

       dispatch_queue_t  queue  =  dispatch_queue_create("com.xxx.concurrentQueue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);// 自己創建一個并行隊列

      c 全局隊列 : 系統級別的,直接拿來用,是一種并發隊列

       dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

      d 主隊列 :一個應用程序對應唯一一個主隊列,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

     耗時懂得操作,數據處理,IO讀取數據庫什么的 在另一個線程中處理,然后通知主線程更新UI

     常用方法:

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

   可以實現監聽一組任務是否完成, 完成后得到通知再執行其他操作

   常用方法舉例: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 (都請求完成后執行其他操作)

- (void)fun
{
    // 創建一個組
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, global_queue, ^{
        //開啟一個任務1
    });
    
    dispatch_group_async(group, global_queue, ^{
        // 開啟一個任務2
    });

   //開啟一個任務3

   //開啟一個任務4

   //開啟一個任務5
    dispatch_group_notify(group, main_queue, ^{

// 等group中的所有任務都執行完畢, 再回到主線程執行其他操作
    });
}

 (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后它才執行,在它后面的任務需要等它執行完成后才能執行".

    使用情況是和并行隊列一起使用,"同dispatch_queue_create函數生成的concurrent Dispatch Queue隊列一起使用", 這個queue 一定是 自己創建的 并發隊列,如果是 使用全局并發隊列或者是一個串行隊列,那么這個函數等同于dispatch_async函數.

 使用舉例:

- (void)barrier
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//這個queue 一定是 自己創建的 并發隊列,如果是 使用全局并發隊列或者是一個串行隊列,那么這個函數等同于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 并發 順序不定)

barrier

任務3

任務4 (3 和 4 并發 順序不定)

  (4)dispatch_apply

   執行N次的某一個代碼片段 

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

     關于死鎖,主要參考大學操作系統課程標配講解:

     死鎖原因

             (1)資源競爭 資源分配不當

             (2)系統資源不足

             (3)進程運行推進順序不合適

     死鎖條件:

           (1)互斥:進程在某一時間內獨占資源

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

           (3)不可剝奪: 進程的資源沒使用完 就不可以強行從資源占有者處爭奪資源

           (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,發生錯誤概率極小 可忽略

          (3)仔細檢查對資源的動態分配情況,來預防死鎖

          (4)檢測死鎖并且恢復

          (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，保證使每個線程都按照同樣的順序去訪問它們，比如都先訪問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