iOS高级开发工程师面试——多线程

一、什么是进程？什么是线程？进程和线程的关系？什么是多进程？什么是多线程？

1. 进程：

• 进程是一个具有独立功能的程序关于某次数据集合的一次运行活动，他是操作系统分配资源的基本单位。

• 进程是指系统正在运行中的一个应用程序，就是一段程序执行的过程。我们可以理解为手机上的一个app。

• 每个进程之间是独立的。每个进程均运行在起专用且受保护的内存空间内，拥有独立运行所需的全部资源。

• 进程是操作系统进行资源分配的单位。

2. 线程：

• 程序执行流的最小单元，线程是进程中的一个实体。

• 一个进程想要执行任务，必须至少有一条线程。应用程序启动的时候，系统会默认开启一条线程，也就是主线程。

3. 进程和线程的关系：

• 线程是进程的执行单元，进程的所有任务都在线程中执行。

• 线程是CPU分配资源和调度的最小单位。

• 一个程序可对应多个进程（多进程）；一个进程中可对应多个线程，但至少要有一条线程。

• 同个进程内的线程共享进程资源。

4. 多进程：

• 进程是程序在计算机上的一次执行活动。当你运行一个程序，你就启动了一个进程。显然程序是死的（静态的），进程是活动的（动态的）。

• 进程可以分为系统进程和用户进程。

  系统进程：凡是用于完成操作系统的各种功能的进程就是系统进程，他们就是出于运行状态下的操作系统本身

  用户进程：运行用户程序时创建的运行在用户态下的进程。

• 进程又被细化为线程，也就是一个进程下有多个能独立运行的更小的单位。

• 在同一个时间里，同一个操作系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态，这便是多进程。

5. 多线程：

• 同一时间，CPU 只能处理1条线程，只有1条线程执行。多线程并发执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换）。如果CPU的调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象。

• 如果线程非常至多（N条），CPU会在这些（N条）线程之间调度，消耗大量的CPU资源，每条线程被调用执行的频率会降低（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

  • 能适当提高资源的利用率（CPU、内存利用率）

• 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），如若开启大量线程，会占用大量的内存空间，就会降低程序的性能

  • 线程越多，CPU在调度线程的开销就越大

  • 程序设计更加复杂：如线程之间的通信、多线程之间的数据共享等

二、iOS开发中有多少类型的线程？分别对比？

• NSThread 每个NSThread对象对应一个线程，量级较轻（真正的多线程）。是对pthread（其是POSIX线程的API，是C语言的技术，当然它可以直接操作线程）的抽象。
• NSOperation/NSOperationQueue 面向对象的线程技术，是对GCD的抽象，容易理解和使用。
• GCD —— Grand Central Dispatch（派发） 是基于C语言的框架，可以充分利用多核，是苹果推荐使用的多线程技术

对比：

线程类型	优点	缺点
NSThread	1. 跨平台C语言标准库中的多线程框架 2. 使用简单	1.过于底层使用很麻烦，需要封装使用。2.需要自己来管理线程的生命周期、线程同步、加锁、睡眠和唤醒。过程不可避免的有一定的系统“开销”
NSOperation / NSOperationQueue	1. 更加面向对象，可以设置并发数量，可以设置优先级 可以设置依赖，可以任务执行状态控制：isReady(是否准备好执行)，isExecuting(是否正在执行)，isFinished(是否执行完毕)，isCancelled(是否被取消) 2. 不用关心线程的管理和数据的同步，把精力放在自己需要执行的任务或操作上就行了 3. GCD 的封装	用于相对复杂的场景，相对简单的官方推荐 GCD
GCD(Grand Central Dispatch)	1. iOS5后苹果推出的双核CPU优化的多线程框架，iOS 4.0 才能使用，是代替上面两个技术的高效而且强大的技术2.它基于block的特性导致它能极为简单的在不同代码作用域之间传递上下文，效率高 3. GCD自动根据系统负载来增减线程数量，这就减少了上下文的切换和提高了计算效率 4. 安全，无需加锁或其他同步机制5.它是基于C语言的	1. 不能设置并发数，需要写一些代码曲线方式实现并发 2. 不能设置优先级

三、GCD有哪些队列，默认提供哪些队列？

3中队列：主线程队列、并发队列、串行队列

在GCD中有两种队列：串行队列和并发队列。两者都符合 FIFO 的原则，二者的主要区别是：执行的顺序不同和开启的线程数不同。

1.主线程队列:

main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。和其它串行队列一样，这个队列中的任务一次只能执行一个。它能保证所有的任务都在主线程执行，而主线程是唯一可用于更新 UI 的线程。

2. 串行队列（Serial Dispatch Queue）:

同一时间内，队列中只能执行一个任务，只有当前的任务执行完成之后，才能执行下一个任务。（只能开启一个线程，一个线程执行完毕后，再执行下一个任务）。主队列是主线程上的一个串行队列，是系统自动为程序创建的。

3. 并行队列（Concurrent Dispatch Queue）:

同时允许多个任务同时执行。（可以开启多个线程，并且同时执行）。并发队列的并发功能只有在异步(dispatch_async) 函数下才有效。

四、GCD有哪些方法 api?

1. Dispatch Queue :
开发者要做的只是定义想执行的任务并追加到适当的 Dispatch Queue 中。

   dispatch_async { queue,  ^{//想执行的任务});

通过 dispatch_async 函数“追加”赋值在变量 queue 的“Dispatch Queue中”。
Dispatch Queue 的种类:
有两种Dispatch Queue，一种是等待现在执行中处理的 Serial Dispatch Queue，另一种是不等待现在执行中处理的 Concurrent Dispatch Queue。

2. dispatch_queue_create ：
创建队列

3. Main Dispatch Queue 和 Global Dispatch Queue ：
系统提供的两种队列

4. dispatch_set_target_queue ：
变更队列执行的优先级

5. dispatch_after ：
延时执行。

注意的是dispatch_after函数并不是在指定时间后执行处理，而只是在指定时间追加处理到 Dispatch Queue。

6. dispatch_group :
调度任务组。

• dispatch_group_notify：最后任务执行完的通知，比如：

- (void)dispatch_group {dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT , 0);dispatch_group_t group = dispatch_group_create();dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"thread1:%@", [NSThread