iOS进程和线程

进程

  • 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序,每个进程之间是独立的,每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内,iOS的沙盒机制保证了每个app都有自己独享的内存空间。
  • 进程是资源(CPU、内存等)分配的基本单位,它是程序执行时的一个实例。
  • 正在运行中的程序被称作进程,负责程序运行的内存分配;每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间。
进程

线程

  • 1个进程要想执行任务,必须得有线程(每1个进程至少要有1条线程)
  • 线程是处理器调度的基本单位
  • 线程是进程的基本执行单元
  • 一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行;
  • 一个程序有且只有一个主线程,程序启动时创建(调用main来启动),主线程的生命周期是和应用程序绑定,程序退出时,主线程也停止;
  • 线程自己不拥有系统资源,只拥有在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
  • 线程是程序执行时的最小单位,它是进程的一个执行流,是CPU调度和分派的基本单位,一个进程可以由很多个线程组成,线程间共享进程的所有资源,每个线程有自己的堆栈和局部变量。线程由CPU独立调度执行,在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。同样多线程也可以实现并发操作,每个请求分配一个线程来处理。
线程

线程的状态

  • 新建状态:新创建一个线程对象;
  • 就绪状态:线程对象创建之后,其他线程调用了该对象的start方法,该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权;
  • 运行状态:就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码;
  • 阻塞状态:因某种原因放弃CPU使用权,暂停运行,知道线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态;
  • 死亡状态:线程执行完了或者因异常退出了run方法,线程生命周期结束;

进程与线程比较

  • 线程是CPU调度(执行任务)的最小单位,是程序执行的最小单元。
  • 进程是CPU分配资源和调度的单位。
  • 一个程序可以对应多个进程,一个进程可以有多个线程,但至少要有一个线程,而一个线程只能属于一个进程。
  • 同一个进程内的线程共享进程的所有资源。

多线程

1个进程中可以开启多条线程,每条线程可以并行(同时)执行不同的任务
进程 ->车间,线程->车间工人
多线程技术可以提高程序的执行效率
比如同时开启3条线程分别下载3个文件(分别是文件A、文件B、文件C)


多线程

多线程

单核处理器:同一时间,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行)
多线程并发(同时)执行,其实是CPU快速地在多条线程之间调度(切换)
如果CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象
多核处理器:是真的同时执行,但是由于一般情况下线程数量都要多于处理器数量,还是需要处理器来切换不同的线程来执行的

思考:如果线程非常非常多,会发生什么情况?
CPU会在N多线程之间调度,CPU会累死,消耗大量的CPU资源
每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)

多线程的优点

  • 能适当提高程序的执行效率
  • 能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)
  • 充分发挥多核处理器优势,将不同线程任务分配给不同的处理器,真正进入“并行运算”状态。
  • 将耗时的任务分配到其他线程执行,由主线程负责统一更新界面会使应用程序更加流畅,用户体验更好。
  • 当硬件处理器的数量增加,程序会运行更快,而程序无需做任何调整。

多线程的缺点

  • 开启线程需要占用一定的内存空间(默认情况下,主线程占用1M,子线程占用512KB),如果开启大量的线程,会占用大量的内存空间,降低程序的性能
  • 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:比如线程之间的通信、多线程的数据共享

误区
多线程技术是为了并发执行多项任务,不会提高单个算法本身的执行效率。

多线程在iOS开发中的应用
主线程: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”,其主要作用为:

  1. 显示\刷新UI界面
  2. 处理UI事件(比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等)

⚠️别将比较耗时的操作放到主线程中。
耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种“卡”的坏体验

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