【iOS】—— Runloop和多线程问题总结

news/2024/12/23 7:22:07/

Runloop和多线程问题总结

    • runloop总结
      • 1. runloop简介
      • 2. runloop的基本作用
      • 3. 获取runloop的流程
      • 4. runloop和线程的关系
      • 5. runloop中的Mode有几种以及作用
      • 6.runloop的事件源
      • 7. 讲一下source0和source1
      • 8. runloop的六种观察者模式
      • 9. 针对定时器在滑动时停止工作的问题
      • 10. 如何解决定时器不准确的原因
      • 11. 什么是常驻线程,线程保活
    • 多线程
      • 1. 队多线程的理解
        • 好处
        • 坏处
      • 2. iOS多线程的方式有哪几种
      • 3. 有用过GCD吗
      • 4. GCD的队列类型
      • 5. NSOperationQueue和GCD的区别以及优势
        • 区别:
      • 6. 线程安全的处理手段

runloop总结

1. runloop简介

runloop是一种高级的循环机制,让程序持续运行,并处理程序中的事件,让线程在需要的时候忙起来,不需要的时候休眠。

主线程的runloop保证应用程序的存活,从而可以实时接收到用户的响应,能够触发事件。

2. runloop的基本作用

保持程序持续运行,节省CPU资源,提高程序性能。

3. 获取runloop的流程

程序开始时第一次获取runloop的时候,一定获取的是主线程的runloop。在获取runloop的函数中会定义一个全局的字典变量,该字典是以线程为key,获取的runloopvalue,保存到字典中。方便之后获取runloop的时候可以先遍历字典找一找之前有没有获取。如果字典没有对应的runloop,再获取对应线程的runloop

4. runloop和线程的关系

  1. 每条线程都有唯一与之对应的runloop对象。
  2. 线程刚创建的时候,并没有runloop对象,runloop会在第一次获取它的时候创建。
  3. 主线程默认开启自动开启runloop,子线程需要手动获取对应的runloop
  4. 当线程结束之后,runloop也会随之销毁。

5. runloop中的Mode有几种以及作用

runloop中有5种Mode:

  • NSDefaultRunLoopMode app默认的Mode,主线程就在这个状态下运行。
  • UITrackingRunLoopMode 界面跟踪,用于scrollview的触摸滑动,保证界面不会受其他Mode的影响。
  • UIInitializationRunLoopMode:在程序刚启动的时候进入的第一个Mode,然后就切换到NSDefaultRunLoopMode
  • kCFRunLoopCommonModes 这是一种标记Mode,事件可以运行在所有标记的Mode中,也可以添加观察者。
  • GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode,通常用不到。

一个RunLoop包含若干个Mode,每个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer

在这里插入图片描述

常用的有三种Mode:

  • NSDefaultRunLoopMode, 默认的模式, 有事件响应的时候, 会阻塞旧事件。
  • NSRunLoopCommonModes, 普通模式, 不会影响任何事件。
  • UITrackingRunLoopMode, 只能是有事件的时候才会响应的模式。

6.runloop的事件源

输入源:通常用于处理基于文件描述符的事件,可以将外部事件与runloop关联起来,使runloop可以监听这些事件,并且进行相应的处理。

定时源:用于在指定时间间隔触发事件,适用于需要定期执行的任务。通过定时器在特定的时间触发回调方法。

7. 讲一下source0和source1

source0source1都属于CFRunLoopSourceRef,而CFRunLoopSourceRef是对于输入事件源的抽象。

source0source1都是在runloop中描述事件的触发机制。source0用于处理手动触发的事件,source1用于处理系统或者其他线程之间的事件。

source0(不会唤醒runloop):

  • source0是非基于端口的事件源,用于处理应用程序内部生成的事情。
  • 通常响应和处理一些特定的应用程序级事件,例如:触摸事件,用户交互事件。
  • source0事件通常由应用程序自身生成和处理,不涉及线程间通信。

source1(会唤醒runloop):

  • source1是基于端口的事件源,用于处理与其他进程或者内核之间的交互
  • 通常处理一些系统级事件,如:网络数据,定时器事件。
  • source1事件的处理涉及与其他进程或内核的通信,比如进行网络数据的读写、处理文件描述符的状态变化等。

示例:

用户用手指点击app界面时,会先触摸到硬件,屏幕会将这个事件先包装成EventEvent先告诉source1(mach_port)唤醒runloop,然后将这个事件Event分发给source0,让source0处理该事件。

8. runloop的六种观察者模式

//观测的时间点有一下几个
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),   //   即将进入RunLoopkCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1), // 即将处理TimerkCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2), // 即将处理SourcekCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5), //即将进入休眠kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),// 刚从休眠中唤醒kCFRunLoopExit = (1UL << 7),// 即将退出RunLoopkCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};

9. 针对定时器在滑动时停止工作的问题

  1. 在创建定时器的时候,并且不做任何操作的时候,定时器处于NSDefaultRunLoopMode下。
  2. 当按住鼠标拖拽视图的时候,runloop就结束了NSDefaultRunLoopMode,切换到UITrackingRunLoopMode,但是在这个模式下,并没有添加NSTimer,所以定时器就不工作了。
  3. 松开鼠标的时候,runloop就结束UITrackingRunLoopMode模式,回到NSDefaultRunLoopMode模式,NSTimer就开始工作了。

10. 如何解决定时器不准确的原因

  1. runloop的循环过程中,NSTimer的触发事件阻塞,导致循环不能进行,延误了NSTimer的触发时间。
  2. runloop的循环过程中,主线程在某一时刻发生阻塞,导致循环不能进行,延误了NSTimer的触发时间。
  3. 切换了runloop的运行模式,导致NSTimer在原有的模式下不能正常触发。

怎样解决:

  • 尽量避免将NSTimer放入容易阻塞的主线程中。
  • 避免将耗时的操作放到NSTimer的线程中。
  • 避免在NSTimer中进行耗时的操作,如果不能避免,就将操作转移到其他线程。

11. 什么是常驻线程,线程保活

  • 常驻线程:在应用程序在运行期间始终存在的线程,用于执行持续运行的任务,这些线程通常不会因为任务执行完成而终止,而是持续运行以支持应用程序的正常运行。
  • 线程保活:一种确保线程持续运行的机制,即使在没有任务的时候,也能保证线程存活。

多线程

1. 队多线程的理解

好处
  • 使用多线程可以把占据时间长的任务放到后台去处理。
  • 程序运行速度可能加快。
  • 在等待任务(用户输入,网络收发数据)的实现上,多线程比较有用。
坏处
  • 如果有大量线程,因为操作系统需要在他们之间切换。
  • 更多的线程需要更多的内存空间。
  • 线程的中止需要考虑对程序运行的影响。
  • 需要防止程序死锁的情况。

2. iOS多线程的方式有哪几种

实现多线程的方法:

请添加图片描述
更倾向于GCD和NSOperation,封装更高级,使用起来更方便。

3. 有用过GCD吗

  1. 在其他线程请求完整数据,在主线程更新UI
  //让处理在主线程中执行dispatch_async(dispatch_get main_queue(), ^{/**只在主线程可以执行的处理*例如用户界面更新*/});
  1. Manager封装网络请求,可以使用GCD实现
 - (void)once {        //GCD的一次性代码(只执行一次)static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{// 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)});
}
  1. GCD定时器
- (void)after {NSLog(@"run -- 0");dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{// 2秒后异步执行这里的代码...NSLog(@"run -- 2");});
}
  1. 信号量加锁保证线程安全
     dispatch_semaphore_t semalook = dispatch_semaphore_create(1);dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{dispatch_semaphore_wait(semalook, DISPATCH_TIME_FOREVER);NSLog(@"1开始");sleep(2);NSLog(@"1结束");dispatch_semaphore_signal(semalook);});dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{dispatch_semaphore_wait(semalook, DISPATCH_TIME_FOREVER);NSLog(@"2开始");sleep(2);NSLog(@"2结束");dispatch_semaphore_signal(semalook);});

4. GCD的队列类型

可以使用dispatch_queue_create来创建对象,需要传入两个参数,第一个参数表示队列的唯一标识符,用于DEBUG,可为空;第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行队列,DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并发队列。

 // 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并发队列的创建方法
dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

5. NSOperationQueue和GCD的区别以及优势

区别:
  1. GCD执行的效率更高,队列中执行的是由block构成的任务,写起来比较方便。
  2. GCD只支持FIFO的队列,但是NSOperationQueue可以设置最大并发数,设置优先级,添加依赖,调整顺序。
  3. NSOperationQueue可以在队列中设置依赖关系,但是GCD只能通过设置串行队列,或者在队列内添加barrier(dispatch_barrier_async)任务,才能控制执行顺序,较为复杂。
  4. NSOperationQueue因为面向对象,所以支持KVO,可以监测operation是否正在执行(isExecuted)、是否结束(isFinished)、是否取消(isCanceld

6. 线程安全的处理手段

  • 互斥锁(Mutex):使用互斥锁可以确保同时时间只有一个线程访问共享资源,在Objective-C中,可以使用@synchronized关键字来创建互斥锁。
 @synchronized (self) {// 访问共享资源的代码
}
  • 自旋锁(Spin Lock):自旋锁是一种忙等待锁,不断尝试获取锁,直到成功为止。在Objective-C中,可以使用os_unfair_lock来创建自旋锁。
 os_unfair_lock_t lock = &(OS_UNFAIR_LOCK_INIT);
os_unfair_lock_lock(lock);
// 访问共享资源的代码
os_unfair_lock_unlock(lock);
  • 信号量(Semaphore):信量是一种数器,用于控制同时访问某个资源的线程数量,在Objective-C中可以使用dispatch_semaphore来创建信号量。
 dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 访问共享资源的代码
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
  • 原子操作(Atomic Operations):原子操作是一种特的操作,可以确保对共享资源的读写操作是原子的,即不会被其他线程中断。在Objective-C中,可以使用atomic键字来声明属性原子类型。
 @property (atomic, strong) NSObject *sharedObject;
  • 串行队列(Serial Queue):使用串行队列可以确保任务按顺序执行,从而避多个线程同时访问共享资源。可以使用GCD(Grand Central Dispatch)来创建串行队列。
 dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.example.serialQueue DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(serialQueue, ^{// 访问共享资源的代码
});

http://www.ppmy.cn/news/1510628.html

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