进程与线程相关的介绍

Posted 2022-01-07 cchhers

进程：

• 进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，比如同时打开微信和QQ，系统会分别启动两个进程
• 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中

 

线程：

• 一个进程要想执行任务，必须得有线程（每个进程至少要有一条线程），是进程中执行运算的最小单位，是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位
• 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），主线程的生命周期和应用程序绑定，程序退出时，主线程也停止
• 同一时间内，一个线程只能执行一个任务，若要在一个进程中执行多个任务，那么只能一个一个按顺序执行这些任务（线程的串行）
• 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他线程共享进程所拥有的全部资源

 

线程的几种状态：

• 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，等到获取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，暂时运行，直到线程进入就绪状态，才有机会成为运行状态
• 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

 

进行和线程比较：

• 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：

• 概念：一个进程中可以开启多条线程，每一条线程可以并行（同时）执行不同的任务
• 原理：同一时间，CPU只能处理一条线程，只有一条线程在工作，多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速的在多条线程之间调度（切换），如果CPU调度线程的时间足够快，就造就了多线程并发执行的假象
• 注意：如果线程很多，CPU会在N多线程之间调度，会消耗大量CPU资源，每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率会降低）

 

多线程的优缺点：

• 优点：能适当的提高程序的执行效率以及资源利用率（CPU、内存利用率）
• 缺点：创建线程是有开销的，ios下主要成本包括：内核数据结构（大约1kb）、栈空间（子线程512kb，主线程1MB）、创建线程大约需要90毫秒的创建时间，如果开启大量的线程，会降低程序的性能（一般最多3到5条）；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）

 

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”或者“UI线程”
• 作用：显示/刷新UI界面，处理UI事件（点击事件、滚动事件、拖拽事件等）
• 使用注意：不要将耗时的操作放在主线程中，耗时操作应放在子线程（后台线程，非主线程）；凡是和UI相关的操作应放在主线程中操作

 

iOS中多线程的实现方案：

• pthread：一套通用的多线程API，适用于Unix、Linux、Windows等系统，跨平台、可移植，使用难度大，C语言编写，线程的生命周期需要由程序员管理
• NSTread：OC语言编写，面向对象，简单易用，可直接操作线程对象，线程的生命周期依然由程序员管理
• GCD：替代NSTread的线程技术，用C语言编写，充分利用设备的多核，线程生命周期自动管理
• NSOperation：对GCD进行的一次封装，比GCD多了一些更简单使用的API，在使用上更加面向对象，线程生命周期也是自动管理的