iOS多线程——概念与原理

1. 进程的定义

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，在iOS系统中，每个进程之间都是独立的，每个进程都运行在其专用的且受保护的内存中。

2. 线程的定义

线程是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，必须且至少有一个线程。
APP程序启动后默认会开启一个线程，即主线程或者UI线程。

3. 线程与进程的关系与区别

同一进程内的所有线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间。
同一进程内的所有线程共享本进程的资源，比如内存、I/O、cpu等，而进程之间的资源是独立的。
一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，而一个线程崩溃后会导致整个进程都崩溃。
进程切换时，消耗的资源大、效率高，所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。如果要求同时进行并且共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程。
每个独立的进程都有一个程序运行的入口等，但是线程不能独立执行，必须依存在程序中，由程序控制其执行。

4. 多线程的意义

优点：

能适当提高程序的执行效率。
能适当提高资源的利用率，比如CPU，内存等。
线程上的任务执行结束后，线程会自动销毁。

缺点：

开启线程需要占用一定的内存空间，默认情况下，每个线程都占512KB，如果开启大量的线程，会占用较大空间，降低程序性能。
线程越多，CPU在调用上的开销就越大。
程序设计更加复杂，比如线程之间的通信，多线程数据共享等。

5. 多线程的原理

任务的执行依赖于线程，那么多线程执行则表示多个任务同时执行，而CPU同一时间只能执行一个任务，那么多线程是怎么来的呢？
CPU在执行任务的时候，并不是一条道走到黑的，而是在多个线程之间快速的切换，快到我们以为多个线程是在同时执行。
所以单个CPU的多线程就是快速的在多个线程中不断的切换调用，已达到所有线程都在同时进行的效果。
现在很多设备都是双核，四核或者八核，多个CPU同时处理，才是真正意义上的多线程，更能加快系统的运行处理速度。

6. 线程的生命周期

线程也有自己的生命周期的，当一个线程创建后，执行任务，任务结束后，线程自动销毁，当然这只是简单的描述，实际会比这复杂很多，下面看一个图1：

当创建完线程后，需要调用start使其变为就绪状态，并添加到可调度线程池中，等待CPU调用执行。
当CPU调用到该线程后，该线程执行，执行期间有可能CPU又调用了其他的线程。
当该线程被阻塞时（遇到sleep，锁，直接被挂起，等待通知后再执行等），该线程先从当前的可调度线程池中移除，CPU在不断切换调用时，则不会调用该阻塞的线程。
当该线程阻塞结束后，从新被放回可调度线程池中，等待CPU调用。
当该线程的任务执行结束后，线程自动销毁。

7. 线程与runloop的关系

runloop 和线程是息息相关的，线程的作用是用来执行特定的一个或多个任务，在默认情况下，线程执行完之后就会退出，就不能再执行任务了。这时我们就需要采用一种方式来让线程能够不断地处理任务，而不退出。所以就有了runloop。

一个线程对应一个runloop对象，每个线程都有唯一一个与之对应的runloop对象。
runloop是用来管理线程的，当线程的runloop被开启后，线程会在执行完任务后进入休眠状态，有了任务就会被唤醒去执行任务。
runloop对象在第一次获取时创建，在线程结束时被销毁。子线程的runloop对象是懒加载的，所以在子线程中如果有timmer，需要注意runloop对象是否被创建。
主线程的runloop对象，在程序一启动的时候就创建好了。

本篇文章主要介绍了iOS多线程的一些概念原理等，未涉及到的部分还请关注后续的文章。