一、多線程簡(jiǎn)述

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線程是程序執(zhí)行流的最小單元，一個(gè)線程包括：獨(dú)有ID，程序計(jì)數(shù)器 (Program Counter)，寄存器集合，堆棧。同一進(jìn)程可以有多個(gè)線程，它們共享進(jìn)程的全局變量和堆數(shù)據(jù)。

這里的 PC (Program Counter) 指向的是當(dāng)前的指令地址，通過(guò) PC 的更新來(lái)運(yùn)行我們的程序，一個(gè)線程同一時(shí)刻只能執(zhí)行一條指令。當(dāng)然我們知道線程和進(jìn)程都是虛擬的概念，實(shí)際上 PC 是 CPU 核心中的寄存器，它是實(shí)際存在的，所以也可以說(shuō)一個(gè) CPU 核心同一時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)線程。

不管是多處理器設(shè)備還是多核設(shè)備，開(kāi)發(fā)者往往只需要關(guān)心 CPU 的核心數(shù)量，而不需關(guān)心它們的物理構(gòu)成。CPU 核心數(shù)量是有限的，也就是說(shuō)一個(gè)設(shè)備并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)量是有限的，當(dāng)線程數(shù)量超過(guò) CPU 核心數(shù)量時(shí)，一個(gè) CPU 核心往往就要處理多個(gè)線程，這個(gè)行為叫做線程調(diào)度。

線程調(diào)度簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：一個(gè) CPU 核心輪流讓各個(gè)線程分別執(zhí)行一段時(shí)間。當(dāng)然這中間還包含著復(fù)雜的邏輯，后文再來(lái)分析。

二、多線程的優(yōu)化思路

在移動(dòng)端開(kāi)發(fā)中，因?yàn)橄到y(tǒng)的復(fù)雜性，開(kāi)發(fā)者往往不能期望所有線程都能真正的并發(fā)執(zhí)行，而且開(kāi)發(fā)者也不清楚 XNU 何時(shí)切換內(nèi)核態(tài)線程、何時(shí)進(jìn)行線程調(diào)度，所以開(kāi)發(fā)者要經(jīng)?？紤]到線程調(diào)度的情況。

1、減少線程切換

當(dāng)線程數(shù)量超過(guò) CPU 核心數(shù)量，CPU 核心通過(guò)線程調(diào)度切換用戶態(tài)線程，意味著有上下文的轉(zhuǎn)換（寄存器數(shù)據(jù)、棧等），過(guò)多的上下文切換會(huì)帶來(lái)資源開(kāi)銷。雖然內(nèi)核態(tài)線程的切換理論上不會(huì)是性能負(fù)擔(dān)，開(kāi)發(fā)中還是應(yīng)該盡量減少線程的切換。

2、線程優(yōu)先級(jí)權(quán)衡

通常來(lái)說(shuō)，線程調(diào)度除了輪轉(zhuǎn)法以外，還有優(yōu)先級(jí)調(diào)度的方案，在線程調(diào)度時(shí)，高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)更早的執(zhí)行。有兩個(gè)概念需要明確：

• IO 密集型線程：頻繁等待的線程，等待的時(shí)候會(huì)讓出時(shí)間片。
• CPU 密集型線程：很少等待的線程，意味著長(zhǎng)時(shí)間占用著 CPU。
  

特殊場(chǎng)景下，當(dāng)多個(gè) CPU 密集型線程霸占了所有 CPU 資源，而它們的優(yōu)先級(jí)都比較高，而此時(shí)優(yōu)先級(jí)較低的 IO 密集型線程將持續(xù)等待，產(chǎn)生線程餓死的現(xiàn)象。當(dāng)然，為了避免線程餓死，系統(tǒng)會(huì)逐步提高被“冷落”線程的優(yōu)先級(jí)，IO 密集型線程通常情況下比 CPU 密集型線程更容易獲取到優(yōu)先級(jí)提升。

雖然系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)做這些事情，但是這總歸會(huì)造成時(shí)間等待，可能會(huì)影響用戶體驗(yàn)。所以筆者認(rèn)為開(kāi)發(fā)者需要從兩個(gè)方面權(quán)衡優(yōu)先級(jí)問(wèn)題：

• 讓 IO 密集型線程優(yōu)先級(jí)高于 CPU 密集型線程。
• 讓緊急的任務(wù)擁有更高的優(yōu)先級(jí)。

比如一個(gè)場(chǎng)景：大量的圖片異步解壓的任務(wù)，解壓的圖片不需要立即反饋給用戶，同時(shí)又有大量的異步查詢磁盤(pán)緩存的任務(wù)，而查詢磁盤(pán)緩存任務(wù)完成過(guò)后需要反饋給用戶。

圖片解壓屬于 CPU 密集型線程，查詢磁盤(pán)緩存屬于 IO 密集型線程，而后者需要反饋給用戶更加緊急，所以應(yīng)該讓圖片解壓線程的優(yōu)先級(jí)低一點(diǎn)，查詢磁盤(pán)緩存的線程優(yōu)先級(jí)高一點(diǎn)。

值得注意的是，這里是說(shuō)大量的異步任務(wù)，意味著 CPU 很有可能滿負(fù)荷運(yùn)算，若 CPU 資源綽綽有余的情況下就沒(méi)那個(gè)必要去處理優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。

3、主線程任務(wù)的優(yōu)化

有些業(yè)務(wù)只能寫(xiě)在主線程，比如 UI 類組件的初始化及其布局。其實(shí)這方面的優(yōu)化就比較多了，業(yè)界所說(shuō)的性能優(yōu)化大部分都是為了減輕主線程的壓力，似乎有些偏離了多線程優(yōu)化的范疇了，下面就基于主線程任務(wù)的管理大致羅列幾點(diǎn)吧：

• 內(nèi)存復(fù)用
  

通過(guò)內(nèi)存復(fù)用來(lái)減少開(kāi)辟內(nèi)存的時(shí)間消耗，這在系統(tǒng) UI 類組件中應(yīng)用廣泛，比如 UITableViewCell 的復(fù)用。同時(shí)，減少開(kāi)辟內(nèi)存意味著減少了內(nèi)存釋放，同樣能節(jié)約 CPU 資源。

• 懶加載任務(wù)
  

既然 UI 組件必須在主線程初始化，那么就需要用時(shí)再初始化吧，swift 的寫(xiě)時(shí)復(fù)制也是類似的思路。

• 任務(wù)拆分排隊(duì)執(zhí)行
  

通過(guò)監(jiān)聽(tīng) Runloop 即將結(jié)束等通知，將大量的任務(wù)拆分開(kāi)來(lái)，在每次 Runloop 循環(huán)周期執(zhí)行少量任務(wù)。其實(shí)在實(shí)踐這種優(yōu)化思路之前，應(yīng)該想想能不能將任務(wù)放到異步線程，而不是用這種比較極端的優(yōu)化手段。

• 主線程空閑時(shí)執(zhí)行任務(wù)

//這里是主線程上下文

`dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

//等到主線程空閑執(zhí)行該任務(wù)

});

網(wǎng)頁(yè)名稱：iOS如何高效的使用多線程-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題鏈接：http://aaarwkj.com/article24/codice.html

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