首先，在了解多线程以前要了解什么是进程，什么是线程
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。每一个进程之间是独立的，每一个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。
一个进程要想执行任务，必须得有至少一个线程，线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的全部任务都在线程中执行。
一个线程中任务的执行是串行的，若是要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务。也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务。html
什么是多线程？
即在一个进程（程序）中能够开启多条线程，每条线程能够并行（同时）执行不一样的任务。ios
并行即同时执行。好比同时开启3条线程分别下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C）。程序员
在同一时间里，CPU只能处理一条线程，只有一条线程在工做（执行）。多线程并发（同时）执行，实际上是CPU快速地在多条线程之间快速切换，若是CPU调度线程的时间足够快，就形成了多线程并发执行的假象。设计模式
多线程优缺点
优势:安全
- 能适当提升程序的执行效率。
- 能适当提升资源利用率（CPU、内存利用率）
缺点:网络
- 开启线程须要占用必定的内存空间（默认状况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），若是开启大量的线程，会占用大量的内存空间，下降程序的性能。
- 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：好比线程之间的通讯、多线程的数据共享
开启多线程的方式
当一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”；它的做用就是刷新显示UI,处理UI事件。多线程
- 不要将耗时操做放到主线程中去处理，会卡住线程。
- 和UI相关的刷新操做必须放到主线程中进行处理。
pthread
特色：并发
- 一套通用的多线程API
- 适用于UnixLinuxWindows等系统
- 跨平台可移植
使用难度：*****
使用语言：c语言
使用频率：几乎不用
线程生命周期：由程序员进行管理app
使用说明：pthread的基本使用（须要包含头文件）异步
具体实现代码：
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pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
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NSThread
特色：
- 使用更加面向对象
- 简单易用，可直接操做线程对象
使用难度：***
使用语言：OC语言
使用频率：偶尔使用
线程生命周期：由程序员进行管理
建立线程
第一种建立线程的方式：alloc init
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NSThread *newThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[newThread start];
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第二种建立线程的方式：分离出一条子线程
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[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
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第三种建立线程的方式：后台线程
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[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
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设置线程的属性
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thread.name = @"线程A";
thread.threadPriority = 1.0;
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线程的状态
线程的各类状态：新建-就绪-运行-阻塞-死亡
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[NSThread exit];
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];
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线程安全
前提：多个线程访问同一块资源会发生数据安全问题
解决方案：加互斥锁
相关代码：@synchronized(self){}
专业术语-线程同步
原子和非原子属性（是否对setter方法加锁）
线程间通讯
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-(void)touchesBegan:(nonnull NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event
{
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:self withObject:nil];
}
-(void)downloadImage
{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}
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如何计算代码段的执行时间
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NSDate *start = [NSDate date];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"第二步操做花费的时间为%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);
CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"第二步操做花费的时间为%f",end - start);
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GCD
特色：
- 旨在替代NSThread等线程技术
- 充分利用设备的多核（自动）
使用难度：**
使用语言：C语言
使用频率：常用
线程生命周期：自动管理
GCD基本使用
异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务
异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务
同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务
同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务
异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务
同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）
注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差别
GCD线程间通讯
建立串行队列
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dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create(const char *label, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
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建立并发队列
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dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create(const char *label, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
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建立全局队列
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dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下载操做所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
});
});
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GCD其它经常使用函数
栅栏函数（控制任务的执行顺序）
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dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
});
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延迟执行（延迟·控制在哪一个线程执行）
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dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
});
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一次性代码（注意不能放到懒加载）
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-(void)once
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"-----");
});
}
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快速迭代（开多个线程并发完成迭代操做）
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dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
});
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队列组（同栅栏函数）
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dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block);
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注意事项：
在iOS6.0以前，在GCD中凡是使用了带Crearte和retain的函数在最后都须要作一次release操做。而主队列和全局并发队列不须要咱们手动release。在iOS6.0以后GCD已经被归入到了ARC的内存管理范畴中，即使是使用retain或者create函数建立的对象也再也不须要开发人员手动释放，咱们像对待普通OC对象同样对待GCD就OK。
在使用栅栏函数的时候，苹果官方明确规定栅栏函数只有在和使用create函数本身的建立的并发队列一块儿使用的时候才有效
NSOperation
特色：
- 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
使用难度：**
使用语言：OC语言
使用频率：常用
线程生命周期：自动管理
NSOperation是对GCD的包装，其自己是只是抽象类，只有它的子类（三个子类分别是：NSBlockOperation、NSInvocationOperation以及自定义继承自NSOperation的类）才能建立对象
NSInvocationOperation
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NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[operation start];
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NSBlockOperation
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NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"---download1--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"---download3--%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation start];
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自定义NSOperation
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-(void)main
{
NSLog(@"--main--%@",[NSThread currentThread]);
}
TYOperation *op = [[TYOperation alloc]init];
[op start];
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NSOperationQueue
NSOperation中的两种队列
- 主队列 经过mainQueue得到，凡是放到主队列中的任务都将在主线程执行
- 非主队列 直接alloc init出来的队列。非主队列同时具有了并发和串行的功能，经过设置最大并发数属性来控制任务是并发执行仍是串行执行
NSInvocationOperation
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- (void)invocation
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
NSInvocationOperation * 大专栏 iOS之多线程op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
}
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NSBlockOperation
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- (void)freeBlock
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2]
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
}];
}
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自定义NSOperation
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-(void)freeOperation
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
TYOperation *op1 = [[TYOperation alloc]init];
TYOperation *op2 = [[TYOperation alloc]init];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
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NSOperation其它用法
设置最大并发数[最大并发数关系着队列是串行仍是并行]
建立队列
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NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
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设置最大并发数
- 该属性须要在任务添加到队列中以前进行设置
- 该属性控制队列是串行执行仍是并发执行
- 若是最大并发数等于1，那么该队列是串行的，若是大于1那么是并行的
4.系统的最大并发数有个默认的值，为-1，若是该属性设置为0，那么不会执行任何任务
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queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
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暂停和恢复以及取消
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if (self.queue.isSuspended) {
self.queue.suspended = NO;
}else{
self.queue.suspended = YES;
}
[self.queue cancelAllOperations];
---------自定义NSOperation取消操做--------------------------
-(void)main
{
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
if (self.isCancelled) {
return;
}
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}
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NSOperation实现线程间通讯
开子线程下载图片
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NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/17/1458205813_mEsdeUon.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下载图片操做--%@",[NSThread currentThread]);
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI操做---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
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下载多张图片合成综合案例（设置操做依赖）
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- (void)download
{
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p2.wmpic.me/article/2016/03/14/1457926891_nZGraHTj.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p3.wmpic.me/article/2016/01/08/1452222281_PmFnXZHU.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
}];
NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
[self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
[self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
[combine addDependency:op1];
[combine addDependency:op2];
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:combine];
}
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单例设计模式
iOS开发多种设计模式之一—-单例模式
什么是单例
在程序运行过程，一个类有且只有一个实例对象
使用场合
在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只须要建立初始化1次）
在不一样的内存管理机制下实现单例:
ARC实现单例
步骤:
- 在类的内部提供一个static修饰的全局变量
- 提供一个类方法，方便外界访问
- 重写+allocWithZone方法，保证永远都只为单例对象分配一次内存空间
- 严谨起见，重写-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法
代码实现:
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static TYSingleTools *_instance;
+(instancetype)shareTools
{
return [[self alloc]init];
}
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (_instance == nil) {
_instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return _instance;
}
-(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
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MRC实现单例
步骤:
- 在类的内部提供一个static修饰的全局变量
- 提供一个类方法，方便外界访问
- 重写+allocWithZone方法，保证永远都只为单例对象分配一次内存空间
- 严谨起见，重写-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法
- 重写release和retain方法
- 建议在retainCount方法中返回一个最大值（有经验的程序员经过打印retainCount这个值能够猜到这是一个单例）
配置MRC环境知识:
- 注意ARC不是垃圾回收机制，是编译器特性
- 配置MRC环境：build setting ->搜索automatic ref->修改成NO
代码实现:
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static TYSingleTools *_instance;
+(instancetype)shareTools
{
return [[self alloc]init];
}
+(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
@synchronized(self) {
if (_instance == nil) {
_instance = [super allocWithZone:zone];
}
}
return _instance;
}
-(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone
{
return _instance;
}
-(oneway void)release
{
}
-(instancetype)retain
{
return _instance;
}
-(NSUInteger)retainCount
{
return MAXFLOAT;
}
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- 忽略ARC和MRC的单例通用版本
可使用条件编译来判断当前项目环境是ARC仍是MRC，从而实现一份代码在不一样的内存管理机制下均可以实现单例。
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条件编译:
#if __has_feature(objc_arc)
//若是是ARC，那么就执行这里的代码1
#else
//若是不是ARC，那么就执行代理的代码2
#endif
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注意：单例是不能够用继承的。
参考资料
