iOS课程观看笔记(六)---多线程
本节学习内容目录：
问：iOS提供了哪些多线程技术方案？
pthread、NSThread、GCD、NSOperation
GCD
同步\异步 和 串行\并行
dispatch_barrier_async（barrier栅栏）
异步栅栏调用，可以很好的解决异步多读单写问题
dispatch_group
同步\异步 和 串行\并行
sync：同步
async：异步
serial_queue：串行队列
concurrent_queue：并行队列
两两组合，可以由四种不同的组合：
同步串行
异步串行
同步并行
异步并行
同步串行
问：以下代码能执行吗？
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self test];
});
}
- (void)test
{
NSLog(@"test-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
}
结果：程序崩溃
为什么呢？
上段代码会产生死锁
那么，死锁产生的原因是什么呢？
可以概括为一句话：队列引起的循环等待
知识点：
主队列的任务要在主线程中执行
上图中涉及到了：
同步：sync
队列：主队列(串行)
线程：主线程
任务：viewDidLoad、Block
执行过程是：
主队列中有一个ViewDidLoad任务
通过
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self test];
});
在主队列中添加新的任务Block
主队列是串行队列，因此按照队列先进先出的特性，先将主队列中的ViewDidLoad任务取出来放进主线程，执行任务。
由于ViewDidLoad任务中，同步调用了Block任务，会先将Block任务执行完毕后，继续执行ViewDidLoad任务。
换句话说，ViewDidLoad任务想要执行完，需要依赖Block任务执行完。也就是图中主队列左边的黑色箭头。
而Block任务想执行完，根据队列先进先出的特性，需要依赖ViewDidLoad任务执行完。也就是图中主队列右边的黑色箭头。
从而，两个任务形成相互等待，产生死锁。
问：异步分派到主队列，其任务执行在主线程还是子线程？
答：主线程
主队列的任务在主线程中执行
问：以下代码分别执行在哪个线程？
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"1-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"3-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
});
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"4-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"5-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
});
}
运行结果：
4-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002355040>{number = 1, name = main}
1-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000023286c0>{number = 6, name = (null)}
5-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002355040>{number = 1, name = main}
2-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002355040>{number = 1, name = main}
3-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002355040>{number = 1, name = main}
1是在子线程，原因是异步并发执行任务
2是主线程，虽然2整体执行在线程6中，是子线程，且是async异步，具有开启子线程的能力，但是由于是主队列，所以任务执行在主线程
3是主线程，虽然3整体执行在线程6中，是子线程，且是sync同步，没有开启线程的能力，但是由于是主队列，所以任务执行在主线程
4是主线程，sync是同步，没有开启线程的能力，任务执行在当前线程，当前线程是主线程，因此任务执行在主线程
5是主线程，5整体执行在主线程，async是异步，有开启线程的能力，但是由于是主队列，所以任务执行在主线程
知识点：
Blocks submitted to the main queue MUST be run on the main thread
主队列的任务要在主线程中执行
同步异步主要影响：能不能开启新的线程
同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
创建队列的方式：
//创建队列（方法一）：串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“myQueue”, NULL);//第一个参数是字符串，是队列的名称。第二个是队列属性，NULL代表串行
//创建队列（方法二）：串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“myQueue”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//创建队列（方法三）：并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“myQueue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//创建队列（方法四）：主队列（特殊的串行队列）
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//创建队列（方法五）：全局队列（并发队列）
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0)
问：下列代码执行有什么问题？
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_sync(dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
NSLog(@"1-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
}
结果：
1-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600001ead040>{number = 1, name = main}
正常执行，没有问题
dispatch_sync是同步执行，没有开启线程的能力，也就是Block任务是在主线程执行。
问：以下代码执行结果是什么？
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"1-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"2-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"3-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"4-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"5-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
}
打印结果：
1-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000014ead00>{number = 1, name = main}
2-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000014ead00>{number = 1, name = main}
3-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000014ead00>{number = 1, name = main}
4-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000014ead00>{number = 1, name = main}
5-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x6000014ead00>{number = 1, name = main}
结果分析：
1没问题
2，由于是同步，是立即在当前线程执行，当前线程是主线程，且是全局并发队列，因此，可以执行
其余结果一样。
问：以下代码执行结果是什么？
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"1-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
[self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:0.0];
NSLog(@"2-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
});
}
- (void)test
{
NSLog(@"test-[NSThread currentThread] - %@", [NSThread currentThread]);
}
打印结果：
1-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002baa780>{number = 3, name = (null)}
2-[NSThread currentThread] - <NSThread: 0x600002baa780>{number = 3, name = (null)}
可以发现，1和2的结果可以正常打印，而test不能够执行打印，为什么呢？
asyn异步，dispatch_get_global_queue(0, 0)全局并发，所以，block会在子线程执行，通过打印结果3也可以看出，确实是在子线程执行的任务。
Block会在GCD底层所维护的线程池当中的某一线程去执行，而GCD底层分派的线程，默认情况下是没有开启对应的RunLoop的。即使是0.0秒，也需要创建任务提交到RunLoop上面。由于RunLoop没有开启，因此，test方法不能够执行。
dispatch_barrier_async()
异步栅栏调用
问：如何利用GCD实现多读单写？
或者，如何实现一个多读单写？
使用dispatch_barrier_async()
dispatch_group_async()
问：如何实现这个需求：A、B、C三个任务并发，完成后执行任务D？
使用dispatch_group_async()
NSOperation
需要和NSOperationQueue配合使用来实现多线程方案
问：NSOperation相比其他多线程技术方案有哪些优势和特点？
1 添加任务依赖
2 任务执行状态的控制
3 最大并发量的控制
任务执行状态的控制
问：可以控制NSOperation哪些状态？或者，关于NSOperation的任务状态都有哪些？
（需加强学习）
isReady
isExecuting
isFinished
isCancelled
NSThread（需加强）
问：如何通过NSThread结合RunLoop实现一个常驻线程？
问：NSThread的内部实现机制？
可通过GunStep查看和分享源码
内部创建了一个pthread线程
多线程和锁
问：iOS当中都有哪些锁？
或者，你在项目中，都使用过哪些锁？
这个问题第一种问法，你可以说你知道的，还好回答
第二种问法，就有点坑了，基本上都没用过。。。以后被问到用过哪些锁等同于介绍你知道的哪些锁
具体有：
@synchronized：同步的
atomic
OSSpinLock：Spin自旋
NSLock
NSRecursiveLock：（Recursive：循环）
dispatch_semaphore_t：semaphore：信号量
@synchronized
一般在创建单例对象的时候使用
atomic
修饰属性的关键字
对被修饰对象进行原子操作（不负责使用）
赋值 != 使用
OSSpinLock自旋锁
循环等待询问，不释放当前资源
用于轻量级数据访问，简单的int值+1，-1操作
例如：sidetable表中，有spinLock的使用
NSLock
问：下面代码会产生什么问题？为什么？
对同一把锁，重复加锁
解决方法：NSRecursiveLock
NSRecursiveLock
dispatch_semaphore_t信号量
Decrement the counting semaphore. If the resulting value is less than zero, this function waits for a signal to occur before returning.
计数信号量递减。如果结果值小于零，则该函数在返回之前等待出现信号。
Increment the counting semaphore. If the previous value was less than zero, this function wakes a waiting thread before returning.
增加计数信号量。如果前一个值小于零，该函数将在返回前唤醒一个等待的线程。
这个翻译，明明是 less than zero，小于0，怎么老是讲课是 <= 0?
仔细看，英文是the previous value
而，上一个英文是the resulting value
我理解的是：the resulting value 是结果值，也就是value，the previous value 是指的value前的值，由于value做了 value = value + 1;操作，也就是the resulting value = the previous value + 1；
the previous value < 0;
the resulting value - 1 < 0;
the resulting value < 1;
the resulting value <= 0;
有哥们找到了源码：
value > 0，则return 0
value <= 0则唤醒等待的线程。
信号量执行过程
假如有5个任务并发执行，信号量值value = 2；
dispatch_semaphore_wait信号量值value-1（2-1 = 1），结果1 >=0则进入执行任务1
dispatch_semaphore_wait信号量值value-1（1-1 = 0），结果0 = 0则进入执行任务2
dispatch_semaphore_wait信号量值value-1（0-1 = -1），结果-1 < 0，则主动阻塞等待任务3
dispatch_semaphore_wait信号量值value-1（-1-1 = -2），结果-2 < 0，则主动阻塞等待任务4
dispatch_semaphore_wait信号量值value-1（-2-1 = -3），结果-3 < 0，则主动阻塞等待任务5
任务1执行完毕
dispatch_semaphore_signal信号量值value + 1（-3 + 1 = -2），结果-2 < 0，则唤醒一个等待的任务3
任务2执行完毕
任务3执行完毕
dispatch_semaphore_signal信号量值value + 1（-2 + 1 = -1），结果-1 < 0，则唤醒一个等待的任务4
dispatch_semaphore_signal信号量值value + 1（-1 + 1 = 0），结果0 = 0，则唤醒一个等待的任务5
任务4执行完毕
任务5执行完毕
dispatch_semaphore_signal信号量值value + 1（0 + 1 = 1），结果1 > 0，return 0;
dispatch_semaphore_signal信号量值value + 1（1 + 1 = 2），结果2 > 0，return 0;
@property (strong, nonatomic) dispatch_semaphore_t semaphore;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
for (int i = 0; i<5; i++) {
[[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil] start];
}
}
- (void)test
{
NSLog(@"dispatch_semaphore_wait");
dispatch_semaphore_wait(self.semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
sleep(2);
NSLog(@"dispatch_semaphore_signal");
dispatch_semaphore_signal(self.semaphore);
}
执行结果：
2020-07-31 19:18:58.821671+0800 block2[37362:733466] dispatch_semaphore_wait
2020-07-31 19:18:58.821472+0800 block2[37362:733464] dispatch_semaphore_wait
2020-07-31 19:18:58.821586+0800 block2[37362:733465] dispatch_semaphore_wait
2020-07-31 19:18:58.822075+0800 block2[37362:733467] dispatch_semaphore_wait
2020-07-31 19:18:58.822167+0800 block2[37362:733468] dispatch_semaphore_wait
2020-07-31 19:19:00.826471+0800 block2[37362:733466] dispatch_semaphore_signal
2020-07-31 19:19:00.845063+0800 block2[37362:733464] dispatch_semaphore_signal
2020-07-31 19:19:02.826900+0800 block2[37362:733465] dispatch_semaphore_signal
2020-07-31 19:19:02.848695+0800 block2[37362:733467] dispatch_semaphore_signal
2020-07-31 19:19:04.827253+0800 block2[37362:733468] dispatch_semaphore_signal
从结果时间来看，dispatch_semaphore_wait是一次性执行
dispatch_semaphore_signal是两秒执行两秒执行
由于进口处是2，则，最大并发数为2
dispatch_semaphore_wait若为负数，则执行_dispatch_semaphore_wait_slow进入等待。
dispatch_semaphore_signal能够唤醒一个在dispatch_semaphore_wait中等待的线程
参考文章：
iOS源码解析: GCD的信号量semaphore
上一篇： OSGI学习笔记（六）