多线程
iOS平台提供了非常优秀的多线程支持,程序可以通过非常简单的方式来启动多线程,iOS平台不仅提供了NSThread类来创建多线程,还提供了GCD方式来简化多线程编程,提供了NSOperation和NSOperationQueue支持多线程编程。总之,iOS已经尽力降低开发多线程应用的繁琐,努力让开发者能轻松、简单地开发多线程应用.
线程概述
几乎所有的操作系统都支持同时运行多个任务,一个任务通常就是一个程序,每个运行中的程序就是一个进程.当一个程序运行时,内部可能包含了多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程.
任务->进程->线程
线程和进程
所有运行中的任务通常对应一个进程(Process),当一个程序进入内存运行后,即变成一个进程,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程包含如下3个特征 |
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独立性 |
进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每一个进程都拥有自己私有的地址空间。在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。 |
动态性 |
进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合。在进程中加入了时间的概念,进程具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念在程序中都是不具备的。 |
并发性 |
多个进程可以在单个处理器上并发执行,多个线程之间不会互相影响。 |
注 意 |
并发性(concurrency)和并行性(parallel)是两个概念, 并行指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行; 并发指在在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。 |
线 程 |
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多线程使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。线程(Thread)也被称作轻量级进程(Lightweight Process),线程是进程的执行单元。线程在程序中是独立的、并发的执行流。当进程被初始化后,主线程就被创建了。对于绝大多数的应用程序来说,通常仅要求有一个主线程,但是我们也可以在该进程内创建多条顺序执行流,这些顺序执行流就是线程,每条线程也是互相独立的。 线程是进程的组成部分,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量,但不再拥有系统资源,它与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。因为多个线程共享父进程里的全部资源,因此编程更加方便;但必须更加小心,我们必须确保线程不会妨碍同一进程里的其他线程 简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程里可以包含多个线程,但至少要包含一个线程.操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是进程;进程可以同时执行多个任务,每个任务就是线程. |
多线程的优势
线程在程序中是独立的、并发的执行流,与分隔的进程相比,进程中的线程之间的隔离程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应用的状态。同一个进程中的线程都有共性----多个线程将共享同一个进程虚拟空间。线程共享的环境包括:进程代码段、进程的公有数据等。利用这些共享的数据等,线程很容易实现相互之间的通信。
多线程的优点 |
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1 |
进程间不能共享内存,但线程之间共享内存非常容易。 |
2 |
系统创建进程需要为该进程重新分配系统资源,但创建线程则代价小得多,因此使用多线程来实现多任务并发比多进程的效率高。 |
3 |
iOS提供了多种多线程实现方式,从而简化了iOS的多线程编程。 |
iOS大致提供了如下3种多线程编程的技术 |
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1 |
使用NSThread实现多线程。 |
2 |
使用NSOperation与NSOperationQueue实现多线程 |
3 |
使用GCD(Grand Central Dispatch)实现多线程 |
使用NSThread实现多线程
iOS使用NSThread类代表线程,创建新线程也就是创建NSThread对象。
创建和启动线程
创建NSThread有两种方式。
-(id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)arg |
创建一个新线程对象 |
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+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector object:(id)target withObject:(id)arg |
创建并启动新线程 |
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+ currentThread: |
currentThread是NSThread类的类方法,该方法总是返回当前正在执行的线程对象 |
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setName: |
可以通过name方法返回指定线程的名字 |
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上面两种方式的本质都是将target对象的selector方法转换为线程执行体,其中selector方法最多可以接收一个参数,而arg就代表传给selector方法的参数. |
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提 示 |
target对象的selector方法的方法体代表了线程需要完成的任务,因此相当于把target对象的selector方法转换为线程执行体. |
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区 别 |
第1种方式是一个实例方法,该方法返回一个NSThread对象,必须调用start方法启动线程 第2种方式不会返回NSThread对象,因此这种方式直接创建并启动线程. |
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线程的状态
启动线程使用start方法,线程启动之后并不是立即进入运行状态,线程被启动后处于就绪状态,当系统调整线程后,线程才会进入运行状态.
如果程序希望调用子线程的start方法后子线程立即开始执行,程序可以使用[NSThread sleepForTimeInterval:0.001];
让当前运行的线程(主线程)睡眠1毫秒---1毫秒就够了,因为在这1毫秒内CPU不会空闲,它会去执行另一个处于就绪状态的线程,这样就可以让子线程立即获得执行.
终止子线程
线程会以以下3种方式之一结束,结束后就处于死亡状态. |
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线程执行体方法执行完成,线程正常结束. |
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线程执行过程中出现错误 |
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直接调用NSThread类的exit方法来中止当前正在执行的线程. |
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注意 |
当主线程结束时,其他线程不受任何影响,并不会随之结束.一旦子线程启动起来后,它就拥有和主线程相同的地位,它不会受主线程的影响. |
为了测试某个线程是否正在运行,可以调用线程对象的isExcuting、isFinished方法,当线程正处于执行过程中时,调用isExecuting方法就会返回YES;当线程执行完成后,调用isFinished方法就会返回YES。
上面程序中①号代码调用了thread对象的cancel方法,该方法用于向thread对象发送取消信号,这样即可使得thread对象的isCancelled方法
返回YES------接下来程序在线程执行体方法中线判断thread对象d的isCancelled是否为YES,如果该对象的isCancelled为YES,程序就调用Thread类的exit方法终止当前正在执行的循环,这样就可以从UI线程终止子线程了.
线程睡眠
需要让当前正在执行的线程暂停一段时间,并进入阻塞状态,则可以通过调用NSThread类的静态。sleepXxx方法来完成。
NSThread类提供了如下两个控制线程暂停的类方法 |
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+(void)sleepUntilDate:(NSDate *)aDate: |
让当前正在执行的线程暂停到aDate代表的时间,并进入阻塞状态 |
+(void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti: |
让当前正在执行的线程暂停ti秒,并进入阻塞状态. |
当当前线程调用sleepXxx方法进入阻塞状态后,在其睡眠时间段内,该线程不会获得执行的机会,即使系统中没有其他科执行的线程,处于阻塞状态的线程也不会执行,因此sleepXxx方法常用来暂停线程的执行.
[NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
用于控制当前正在执行的线程暂停0.5秒