C++  線程（串行 并行 同步 異步）詳解

C++  線程（串行 并行 同步 異步）詳解

看了很多關(guān)于這類的文章，一直沒有總結(jié)。不總結(jié)的話就會(huì)一直糊里糊涂，以下描述都是自己理解的非官方語言，不一定嚴(yán)謹(jǐn)，可當(dāng)作參考。

首先，進(jìn)程可理解成一個(gè)可執(zhí)行文件的執(zhí)行過程。在ios app上的話我們可以理解為我們的app的.ipa文件執(zhí)行過程也即app運(yùn)行過程。殺掉app進(jìn)程就殺掉了這個(gè)app在系統(tǒng)里運(yùn)行所占的內(nèi)存。

線程：線程是進(jìn)程的最小單位。一個(gè)進(jìn)程里至少有一個(gè)主線程。就是那個(gè)main thread。非常簡(jiǎn)單的app可能只需要一個(gè)主線程即UI線程。當(dāng)然大部分還是會(huì)有一些子線程的，比如如果你用了AFNetWorking，你的請(qǐng)求都是開辟了子線程。

關(guān)于串行，并行，同步，異步，我還是以下面代碼的方式做個(gè)說明。

首先button點(diǎn)擊事件運(yùn)行在主線程里，先是在主線程里做了打印了一句話，然后創(chuàng)建了一個(gè)串行或者并行的隊(duì)列，之后連續(xù)創(chuàng)建了3個(gè)同步或者異步的block任務(wù)放入此隊(duì)列中，最后再在主線程里打印一句話。

- (IBAction)serialSync:(id)sender {
 NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_sync(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"串行同步任務(wù)%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行同步任務(wù)%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
}

- (IBAction)serialAsync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);//創(chuàng)建一個(gè)串行隊(duì)列
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_async(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"串行異步任務(wù)%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行異步任務(wù)%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
}

- (IBAction)concurrentSync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_sync(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"并行同步任務(wù)%ld -> 開始%@",(long)n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"并行同步任務(wù)%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }

  NSLog(@"阻塞我沒有？當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
}
- (IBAction)concurrentAsync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_async(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"并行異步任務(wù)%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"并行異步任務(wù)%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
}

最后的結(jié)果如圖：

其中我把第一句打印和最后一句打印用玫紅色表示，它們都運(yùn)行在當(dāng)前線程。

方框表示隊(duì)列，3個(gè)block任務(wù)分別為3種不同的顏色。

可以看出：

串行即上一個(gè)block任務(wù)執(zhí)行完畢下一個(gè)任務(wù)才加入到隊(duì)列中。

并行即其中的任務(wù)同時(shí)加入到隊(duì)列中。

從運(yùn)行結(jié)果來看

第一個(gè)圖只有一個(gè)主線程：

3個(gè)block都是同步即都阻塞當(dāng)前線程，所以最后那句打印的任務(wù)就在3個(gè)block運(yùn)行完之后。

3個(gè)block又是串行，所以一個(gè)一個(gè)運(yùn)行

第二個(gè)圖有2個(gè)線程即一個(gè)主線程一個(gè)子線程：

3個(gè)block都是異步，沒有任務(wù)阻塞當(dāng)前線程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以開始執(zhí)行的。

3個(gè)block都是異步，異步會(huì)創(chuàng)建新的線程即至少有一個(gè)子線程。

3個(gè)block是串行，只有一個(gè)任務(wù)做完才會(huì)加另一個(gè)任務(wù)入隊(duì)列，所以只需一個(gè)子線程。

第三個(gè)圖只有一個(gè)主線程：

3個(gè)block都是同步即都阻塞當(dāng)前線程，所以最后那句打印的任務(wù)就在3個(gè)block運(yùn)行完之后。

3個(gè)block是并行，同時(shí)被加入隊(duì)列中。

3個(gè)block都是同步，由于同步意味著等待，所以任務(wù)的執(zhí)行表現(xiàn)為順序執(zhí)行，其實(shí)是一起加進(jìn)去的但是等待的，跟串行的區(qū)別是串行是別的任務(wù)做完才把它加進(jìn)隊(duì)列中。

第四個(gè)圖有多個(gè)線程：

3個(gè)block都是異步，沒有任務(wù)阻塞當(dāng)前線程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以開始執(zhí)行的。

3個(gè)block都是異步，異步會(huì)創(chuàng)建新的線程即至少有一個(gè)子線程。

3個(gè)block是并行，需創(chuàng)建多個(gè)子線程才能保證任務(wù)同時(shí)執(zhí)行。

再看一張圖：其中第一個(gè)異步為玫紅色，兩個(gè)同步分別以紫色黃色表示，兩個(gè)異步分別以綠色棕色表示，隊(duì)列后面的當(dāng)前線程動(dòng)作為橘色。虛線代表等待。上面代表串行，下面是并行。

由此圖可以看出：

同步block會(huì)阻塞當(dāng)前線程，即會(huì)在當(dāng)前線程中運(yùn)行。（這里的當(dāng)前線程為主線程所以會(huì)看到UI卡?。?/p>

異步block會(huì)開辟新的線程。

在串行隊(duì)列中，異步block任務(wù)用的是同一個(gè)子線程，因?yàn)樾枰却蝿?wù)一個(gè)一個(gè)地執(zhí)行，不需要多個(gè)線程。

在并行隊(duì)列中，異步block任務(wù)同時(shí)執(zhí)行，系統(tǒng)為其分配線程。圖中的例子因第一個(gè)異步操作在第二個(gè)開始前已經(jīng)結(jié)束了，所以并不是多少個(gè)異步操作就創(chuàng)建多少線程，主要還是看需要。

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