多线程

面试题

（一）：线程和进程的关系和区别

线程定义
- 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
- 进程要想执行任务，必须得有线程，进程至少要有一条线程
- 程序启动会默认开启一条线程，这条线程被称为主线程或 UI 线程
进程定义
- 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的且受保护的内存
进程与线程的区别
- 地址空间：同一进程的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。
- 资源拥有：同一进程内的线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，但是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，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。
- 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。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程
- 执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
- 线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

（二）：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（CPU，内存）
- 线程上的任务执行完成后，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，每一个线程都占 512 KB）
- 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 在调用线程上的开销就越大
- 程序设计更加复杂，比如线程间的通信、多线程的数据共享

面试题（三）：多线程的原理

CPU在线程之间以一个非常小的时间片不断调度
（单核CPU）同一时间，CPU 只能处理 1 个线程
- 换言之，同一时间只有 1 个线程在执行
多线程同时执行：
- 是 CPU 快速的在多个线程之间的切换
- CPU 调度线程的时间足够快，就造成了多线程的“同时”执行的效果
如果线程数非常多
- CPU 会在 N 个线程之间切换，消耗大量的 CPU 资源
- 每个线程被调度的次数会降低，线程的执行效率降低

面试题（四）：线程生命周期

线程池调度原理

线程不安全

资源共享，抢夺

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()
@property (nonatomic, assign) NSInteger tickets;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *mArray;
/**
 atomic     是原子属性，是为多线程开发准备的，是默认属性！
            仅仅在属性的 `setter` 方法中，增加了锁(自旋锁)，能够保证同一时间，只有一条线程对属性进行`写`操作
            同一时间 单(线程)写多(线程)读的线程处理技术
 nonatomic  是非原子属性
            没有锁！性能高！
 */
@property (nonatomic, copy)   NSString *name;
@end

@implementation ViewController
// 在 OC 中，如果同时重写 了 setter & getter 方法，系统不再提供 _成员变量，需要使用合成指令
// @synthesize name 取个别名:_name
@synthesize name = _name;
#pragma mark - 模拟原子属性示例代码
- (NSString *)name {
    return _name;
}
- (void)setName:(NSString *)name {
    /**
     * 增加一把锁，就能够保证一条线程在同一时间写入!
     */
    @synchronized (self) {
        _name = name;
    }
}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    self.tickets = 20;

    // 1. 开启一条售票线程
    NSThread *t1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];
    t1.name = @"售票 A";
    [t1 start];
    
    // 2. 再开启一条售票线程
    NSThread *t2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];
    t2.name = @"售票 B";
    [t2 start];

}
- (void)saleTickets {
    
    while (YES) {
        // 0. 模拟延时
    
        //NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        //obj 是自己的临时对象,对其他访问该区域的无影响
        //可以锁self 那么访问该方法的时候所有的都锁住,可以根据需求特定锁
        @synchronized(@(self.tickets)){
        
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            // 1. 判断是否还有票
            if (self.tickets > 0) {
                // 2. 如果有票，卖一张，提示用户
                self.tickets--;
                NSLog(@"剩余票数 %zd %@", self.tickets, [NSThread currentThread]);
            } else {
                // 3. 如果没票，退出循环
                NSLog(@"没票了，来晚了 %@", [NSThread currentThread]);
                break;
            }
            //在锁里面操作其他的变量的影响
            [self.mArray addObject:[NSDate date]];
            NSLog(@"%@ *** %@",[NSThread currentThread],self.mArray);
        }
    }
    
}


#pragma mark - lazy

- (NSMutableArray *)mArray{
    if (!_mArray) {
        _mArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:10];
    }
    return _mArray;
}

@end

互斥锁小结
- 保证锁内的代码，同一时间，只有一条线程能够执行！
- 互斥锁的锁定范围，应该尽量小，锁定范围越大，效率越差！
互斥锁参数
- 能够加锁的任意 NSObject 对象
- 注意：锁对象一定要保证所有的线程都能够访问
- 如果代码中只有一个地方需要加锁，大多都使用 self，这样可以避免单独再创建一个锁对象

面试题（五）：atomic与nonatomic 的区别

nonatomic 非原子属性
atomic 原子属性(线程安全)，针对多线程设计的，默认值
- 保证同一时间只有一个线程能够写入(但是同一个时间多个线程都可以取值)
- atomic 本身就有一把锁(自旋锁)
- 单写多读：单个线程写入，多个线程可以读取
atomic：线程安全，需要消耗大量的资源
nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备

iOS 开发的建议

所有属性都声明为 nonatomic
尽量避免多线程抢夺同一块资源
尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力

面试题（六）：UI控件使用weak还是strong修饰

面试题（七）：线程和runloop的关系

runloop与线程是一一对应的，一个runloop对应一个核心的线程，为什么说是核心的，是因为runloop是可以嵌套的，但是核心的只能有一个，他们的关系保存在一个全局的字典里。
runloop是来管理线程的，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在第一次获取时被创建，在线程结束时被销毁。
对于主线程来说，runloop在程序一启动就默认创建好了。
对于子线程来说，runloop是懒加载的，只有当我们使用的时候才会创建，所以在子线程用定时器要注意：确保子线程的runloop被创建，不然定时器不会回调。

线程通讯

NSPort 分流阀，流到子线，端口监督器

#import "PortViewController.h"
#import <objc/runtime.h>
#import "KCPerson.h"

@interface PortViewController ()
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@property (nonatomic, strong) KCPerson *person;

@end

@implementation PortViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"Port线程通讯";
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

    //1. 创建主线程的port
    // 子线程通过此端口发送消息给主线程
    self.myPort = [NSMachPort port];
    //2. 设置port的代理回调对象
    self.myPort.delegate = self;
    //3. 把port加入runloop，接收port消息
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:self.myPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    self.person = [[KCPerson alloc] init];
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(personLaunchThreadWithPort:)
                             toTarget:self.person
                           withObject:self.myPort];
    
}

#pragma mark - NSMachPortDelegate

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    
    NSLog(@"VC == %@",[NSThread currentThread]);
    
    NSLog(@"从person 传过来一些信息:");
//    NSLog(@"localPort == %@",[message valueForKey:@"localPort"]);
//    NSLog(@"remotePort == %@",[message valueForKey:@"remotePort"]);
//    NSLog(@"receivePort == %@",[message valueForKey:@"receivePort"]);
//    NSLog(@"sendPort == %@",[message valueForKey:@"sendPort"]);
//    NSLog(@"msgid == %@",[message valueForKey:@"msgid"]);
//    NSLog(@"components == %@",[message valueForKey:@"components"]);
    //会报错,没有这个隐藏属性
    //NSLog(@"from == %@",[message valueForKey:@"from"]);
    
    NSArray *messageArr = [message valueForKey:@"components"];
    NSString *dataStr   = [[NSString alloc] initWithData:messageArr.firstObject  encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"传过来一些信息 :%@",dataStr);
    NSPort  *destinPort = [message valueForKey:@"remotePort"];
    
    if(!destinPort || ![destinPort isKindOfClass:[NSPort class]]){
        NSLog(@"传过来的数据有误");
        return;
    }
    
    NSData *data = [@"VC收到!!!" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSMutableArray *array  =[[NSMutableArray alloc]initWithArray:@[data,self.myPort]];
    
    // 非常重要,如果你想在Person的port接受信息,必须加入到当前主线程的runloop
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:destinPort forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    
    NSLog(@"VC == %@",[NSThread currentThread]);
    
    BOOL success = [destinPort sendBeforeDate:[NSDate date]
                                        msgid:10010
                                   components:array
                                         from:self.myPort
                                     reserved:0];
    NSLog(@"%d",success);

}

- (void)getAllProperties:(id)somebody{
    
    u_int count = 0;
    objc_property_t *properties = class_copyPropertyList([somebody class], &count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        const char *propertyName = property_getName(properties[i]);
         NSLog(@"%@",[NSString stringWithUTF8String:propertyName]);
    }
}


@end

#import "KCPerson.h"

@interface KCPerson()
@property (nonatomic, strong) NSPort *vcPort;
@property (nonatomic, strong) NSPort *myPort;
@end

@implementation KCPerson


- (void)personLaunchThreadWithPort:(NSPort *)port{
    
    NSLog(@"VC 响应了Person里面");
    @autoreleasepool {
        //1. 保存主线程传入的port
        self.vcPort = port;
        //2. 设置子线程名字
        [[NSThread currentThread] setName:@"KCPersonThread"];
        //3. 开启runloop
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
        //4. 创建自己port
        self.myPort = [NSMachPort port];
        //5. 设置port的代理回调对象
        self.myPort.delegate = self;
        //6. 完成向主线程port发送消息
        [self sendPortMessage];
    }
}


/**
 *   完成向主线程发送port消息
 */

- (void)sendPortMessage {
 
    NSData *data1 = [@"Gavin" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSData *data2 = [@"Cooci" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

    NSMutableArray *array  =[[NSMutableArray alloc]initWithArray:@[data1,self.myPort]];
    // 发送消息到VC的主线程
    // 第一个参数：发送时间。
    // msgid 消息标识。
    // components，发送消息附带参数。
    // reserved：为头部预留的字节数
    [self.vcPort sendBeforeDate:[NSDate date]
                          msgid:10086
                     components:array
                           from:self.myPort
                       reserved:0];
    
}

#pragma mark - NSMachPortDelegate

- (void)handlePortMessage:(NSPortMessage *)message{
    
    NSLog(@"person:handlePortMessage  == %@",[NSThread currentThread]);


    NSLog(@"从VC 传过来一些信息:");
    NSLog(@"components == %@",[message valueForKey:@"components"]);
    NSLog(@"receivePort == %@",[message valueForKey:@"receivePort"]);
    NSLog(@"sendPort == %@",[message valueForKey:@"sendPort"]);
    NSLog(@"msgid == %@",[message valueForKey:@"msgid"]);
}


@end

面试题

（一）：线程和进程的关系和区别

（二）：多线程的意义

面试题（三）：多线程的原理

面试题（四）：线程生命周期

线程池调度原理

线程不安全

面试题（五）：atomic与nonatomic 的区别

面试题（六）：UI控件使用weak还是strong修饰

面试题（七）：线程和runloop的关系

线程通讯

内存管理