摘要：多線程編程是現(xiàn)代軟件技術(shù)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要弄懂多線程，這就要牽涉到多進(jìn)程。本文主要以多線程編程以及多線程編程相關(guān)知識(shí)而做出的一些結(jié)論。

　　什么是多線程編程？

　　多線程編程技術(shù)是Java語(yǔ)言的重要特點(diǎn)。多線程編程的含義是將程序任務(wù)分成幾個(gè)并行的子任務(wù)。特別是在網(wǎng)絡(luò)編程中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多功能是可以并發(fā)執(zhí)行的。比如網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較慢、用戶輸入速度較慢，你可以用兩個(gè)獨(dú)立的線程去完成這兩個(gè)功能，而不影響正常的顯示或其它功能。

　　多線程是與單線程比較而言的，普通的Windows采用單線程程序結(jié)構(gòu)，其工作原理是：主程序有一個(gè)消息循環(huán)，不斷從消息隊(duì)列中讀入消息來(lái)決定下一步所要干的事情，一般是針對(duì)一個(gè)函數(shù)，只有等這個(gè)函數(shù)執(zhí)行完之后，主程序才能接收另外的消息來(lái)執(zhí)行。比如子函數(shù)功能是在讀一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，或讀一個(gè)文件，只有等讀完這個(gè)數(shù)據(jù)或文件才能接收下一個(gè)消息。在執(zhí)行這個(gè)子函數(shù)過(guò)程中你什么也不能干。但往往讀網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和等待用戶輸入有很多時(shí)間處于等待狀態(tài)，多線程利用這個(gè)特點(diǎn)將任務(wù)分成多個(gè)并發(fā)任務(wù)后，就可以解決這個(gè)問(wèn)題。

　　多線程編程基礎(chǔ)知識(shí)詳解

　　一、進(jìn)程

　　1.程序：由源代碼生成的可執(zhí)行應(yīng)用。（如：QQ.app）

　　2.進(jìn)程：一個(gè)正在運(yùn)行的程序可以看做一個(gè)進(jìn)程。（正在運(yùn)行的QQ就是一個(gè)進(jìn)程），進(jìn)程擁有獨(dú)立運(yùn)行所需的全部資源。

　　3.線程：程序中獨(dú)立運(yùn)行的代碼段。（如：接收QQ消息的代碼塊）

　　一個(gè)進(jìn)程是由一個(gè)和多個(gè)線程組成，進(jìn)程只負(fù)責(zé)資源的調(diào)度和分配，線程才是程序真正的執(zhí)行單元，負(fù)責(zé)代碼的執(zhí)行。

　　二、單線程

　　1、每個(gè)正在運(yùn)行的程序（即進(jìn)程），至少包含一個(gè)線程，這個(gè)線程叫主線程。

　　2、主線程在程序啟動(dòng)時(shí)被創(chuàng)建，用于執(zhí)行main函數(shù)。

　　3、只有一個(gè)主線程的程序，稱作單線程程序。

　　4、主線程負(fù)責(zé)執(zhí)行程序所有的代碼（UI展現(xiàn)以及刷新，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，本地請(qǐng)求）。這些代碼只能順序執(zhí)行，無(wú)法并發(fā)執(zhí)行。

　　注意：UI展現(xiàn)和刷新只能寫在主線程中。

　　三、多線程

　　1、擁有多個(gè)線程的程序，稱作多線程程序。

　　2、iOS允許用戶自己開(kāi)辟新的線程，相對(duì)于主線程來(lái)說(shuō)，這些線程，稱作子線程。

　　3、子線程和主線程都是獨(dú)立運(yùn)行的單元，各自的執(zhí)行互不影響，因此能夠并發(fā)執(zhí)行。

　　補(bǔ)充的多線程的基本知識(shí)

　　4、iOS默認(rèn)給主線程分配1M的棧空間，默認(rèn)給子線程分配512K的棧空間。（分配的字節(jié)數(shù)必須是4K的整數(shù)倍）

　　5、分配的空間用來(lái)存放線程中為變量開(kāi)辟的空間，一般情況下足夠使用。

　　6、與棧空間的使用方式不同，主線程和子線程共用同一塊內(nèi)存空間。

　　7、程序入口處默認(rèn)設(shè)置了自動(dòng)釋放池，由主線程負(fù)責(zé)執(zhí)行代碼。子線程新開(kāi)辟的內(nèi)存不在主線程管轄范圍內(nèi)（線程之間互不干擾，相互獨(dú)立），所以子線程為對(duì)象開(kāi)辟的空間不會(huì)自動(dòng)釋放，要手動(dòng)為子線程添加自動(dòng)釋放池。

　　8、短時(shí)間內(nèi)使用靜態(tài)方法開(kāi)辟大量?jī)?nèi)存空間或使用循環(huán)使用便利構(gòu)造器，會(huì)造成內(nèi)存瞬間集聚，程序carsh掉，所以要寫@autorelease pool。

　　9、多線程的種類

　　脫離線程：線程結(jié)束后被銷毀，子線程可能是脫離線程。

　　四、單、多線程的區(qū)別

　　單線程程序：只有一個(gè)線程，代碼順序執(zhí)行，容易出現(xiàn)代碼阻塞（頁(yè)面假死）

　　多線程程序：有多個(gè)線程，線程之間獨(dú)立運(yùn)行，能有效的避免代碼阻塞，并且提高程序的運(yùn)行性能。

　　五、JVM與多線程

　　Java編寫的程序都運(yùn)行在Java虛擬機(jī)（JVM）中，在JVM的內(nèi)部，程序的多任務(wù)是通過(guò)線程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　每用java命令啟動(dòng)一個(gè)java應(yīng)用程序，就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)JVM進(jìn)程。在同一個(gè)JVM進(jìn)程中，有且只有一個(gè)進(jìn)程，就是它自己。在這個(gè)JVM環(huán)境中，所有程 序代碼的運(yùn)行都是以線程來(lái)運(yùn)行的。JVM找到程序程序的入口點(diǎn)main（），然后運(yùn)行main（）方法，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)線程，這個(gè)線程稱之為主線程。當(dāng) main方法結(jié)束后，主線程運(yùn)行完成。JVM進(jìn)程也隨即退出。

　　操作系統(tǒng)將進(jìn)程線程進(jìn)行管理，輪流（沒(méi)有固定的順序）分配每個(gè)進(jìn)程很短的一段時(shí)間（不一定是均分），然后在每個(gè)進(jìn)程內(nèi)部，程序代碼自己處理該進(jìn)程內(nèi)部線程的時(shí)間分配，多個(gè)線程之間相互的切換去執(zhí)行，這個(gè)切換時(shí)間也是非常短的。

　　六、Java語(yǔ)言對(duì)多線程的支持

　　Java語(yǔ)言對(duì)多線程的支持通過(guò)類Thread和接口Runnable來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里就不多說(shuō)了。這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)兩個(gè)地方：

　　// 主線程其它代碼段

　　ThreadClass subThread = new ThreadClass（）; subThread.start（）; // 主線程其它代碼段 subThread.sleep（1000）;

　　非脫離線程：線程結(jié)束后被掛起，等待喚醒，不銷毀。主線程一定是非脫離線程。

　　10、iOS中實(shí)現(xiàn)多線程的方法

　　a、NSObject

　　b、NSThread

　　c、NSOperation和NSOperationQueue結(jié)合使用

　　d、GCD（最重要的）

　　有人認(rèn)為以下的代碼在調(diào)用start（）方法后，肯定是先啟動(dòng)子線程，然后主線程繼續(xù)執(zhí)行。在調(diào)用sleep（）方法后CPU什么都不做，就在那里等待休眠的時(shí)間結(jié)束。實(shí)際上這種理解是錯(cuò)誤的。因?yàn)椋?/p>

　　①start（）方法的調(diào)用后并不是立即執(zhí)行多線程代碼，而是使得該線程變?yōu)榭蛇\(yùn)行態(tài)（Runnable），什么時(shí)候運(yùn)行是由操作系統(tǒng)決定的。

　　②Thread.sleep（）方法調(diào)用目的是不讓當(dāng)前線程獨(dú)自霸占該進(jìn)程所獲取的CPU資源，以留出一定時(shí)間給其他線程執(zhí)行的機(jī)會(huì)（也就是靠?jī)?nèi)部自己協(xié)調(diào)）。

　　七、線程的狀態(tài)切換

　　1、新建狀態(tài)（New）：新創(chuàng)建了一個(gè)線程對(duì)象。

　　2、就緒狀態(tài)（Runnable）：線程對(duì)象創(chuàng)建后，其他線程調(diào)用了該對(duì)象的start（）方法。該狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行線程池中，變得可運(yùn)行，等待獲取CPU的使用權(quán)。

　　3、運(yùn)行狀態(tài)（Running）：就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。

　　4、阻塞狀態(tài)（Blocked）：阻塞狀態(tài)是線程因?yàn)槟撤N原因放棄CPU使用權(quán)，暫時(shí)停止運(yùn)行。直到線程進(jìn)入就緒狀態(tài)，才有機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：

　　①等待阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行wait（）方法，JVM會(huì)把該線程放入等待池中。 ②同步阻塞：運(yùn)行的線程在獲取對(duì)象的同步鎖時(shí)，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM把該線程放入鎖池③其他阻塞：運(yùn)行的線程執(zhí)行sleep（）或 join（）方法，或者發(fā)出了I/O請(qǐng)求時(shí)，JVM會(huì)把該線程置為阻塞狀態(tài)。當(dāng)sleep（）狀態(tài)超時(shí)、join（）等待線程終止或者超時(shí)、或者I/O處 理完畢時(shí)，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。

　　5、死亡狀態(tài)（Dead）：線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run（）方法，該線程結(jié)束生命周期。

　　八、為什么要多線程編程

　　為什么要多線程編程呢？這其中的原因很多，我們可以舉例解決

　　1）有的是為了提高運(yùn)行的速度，比如多核cpu下的多線程

　　2）有的是為了提高資源的利用率，比如在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下下載資源時(shí)，時(shí)延常常很高，我們可以通過(guò)不同的thread從不同的地方獲取資源，這樣可以提高效率

　　3）有的為了提供更好的服務(wù)，比如說(shuō)是服務(wù)器

　　4）其他需要多線程編程的地方等等

　　九、Java的線程模型

　　由于Java是純面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，因此，Java的線程模型也是面向?qū)ο蟮摹ava通過(guò)Thread類將線程所必須的功能都封裝了起來(lái)。要想建立一個(gè)線 程，必須要有一個(gè)線程執(zhí)行函數(shù)，這個(gè)線程執(zhí)行函數(shù)對(duì)應(yīng)Thread類的run方法。Thread類還有一個(gè)start方法，這個(gè)方法負(fù)責(zé)建立線程，相當(dāng)于 調(diào)用Windows的 建立線程函數(shù)CreateThread.當(dāng)調(diào)用start方法后，如果線程建立成功，并自動(dòng)調(diào)用Thread類的run方法。因此，任何繼承Thread 的Java類都可以通過(guò)Thread類的start方法來(lái)建立線程。如果想運(yùn)行自己的線程執(zhí)行函數(shù)，那就要覆蓋Thread類的run方法。

　　在Java的線程模型中除了Thread類，還有一個(gè)標(biāo)識(shí)某個(gè)Java類是否可作為線程類的接口Runnable，這個(gè)接口只有一個(gè)抽象方法run，也就 是Java線程模型的線程執(zhí)行函數(shù)。因此，一個(gè)線程類的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是這個(gè)類是否實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的run方法，也就是說(shuō)，擁有線程執(zhí)行函數(shù)的類 就是線程類。 從上面可以看出，在Java中建立線程有兩種方法，一種是繼承Thread類，另一種是實(shí)現(xiàn)Runnable接口，并通過(guò)Thread和實(shí)現(xiàn) Runnable的類來(lái)建立線程，其實(shí)這兩種方法從本質(zhì)上說(shuō)是一種方法，即都是通過(guò)Thread類來(lái)建立線程，并運(yùn)行run方法的。但它們的大區(qū)別是通過(guò) 繼承Thread類來(lái)建立線程，雖然在實(shí)現(xiàn)起來(lái)更容易，但由于Java不支持多繼承，因此，這個(gè)線程類如果繼承了Thread，就不能再繼承其他的類了， 因此，Java線程模型提供了通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方法來(lái)建立線程，這樣線程類可以在必要的時(shí)候繼承和業(yè)務(wù)有關(guān)的類，而不是Thread類。