C++ 线程（串行并行同步异步）详解

2024-09-28 02:00:20

C++ 线程（串行并行同步异步）详解

看了很多关于这类的文章，一直没有总结。不总结的话就会一直糊里糊涂，以下描述都是自己理解的非官方语言，不一定严谨，可当作参考。

首先，进程可理解成一个可执行文件的执行过程。在ios app上的话我们可以理解为我们的app的.ipa文件执行过程也即app运行过程。杀掉app进程就杀掉了这个app在系统里运行所占的内存。

线程：线程是进程的最小单位。一个进程里至少有一个主线程。就是那个main thread。非常简单的app可能只需要一个主线程即UI线程。当然大部分还是会有一些子线程的，比如如果你用了AFNetWorking，你的请求都是开辟了子线程。

关于串行，并行，同步，异步，我还是以下面代码的方式做个说明。

首先button点击事件运行在主线程里，先是在主线程里做了打印了一句话，然后创建了一个串行或者并行的队列，之后连续创建了3个同步或者异步的block任务放入此队列中，最后再在主线程里打印一句话。

- (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(@"串行同步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行同步任务%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]);
}

- (IBAction)serialAsync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);//创建一个串行队列
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_async(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"串行异步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行异步任务%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[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(@"并行同步任务%ld -> 开始%@",(long)n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"并行同步任务%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }

  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[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(@"并行异步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"并行异步任务%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]);
}

最后的结果如图：

其中我把第一句打印和最后一句打印用玫红色表示，它们都运行在当前线程。

方框表示队列，3个block任务分别为3种不同的颜色。

可以看出：

串行即上一个block任务执行完毕下一个任务才加入到队列中。

并行即其中的任务同时加入到队列中。

从运行结果来看

第一个图只有一个主线程：

3个block都是同步即都阻塞当前线程，所以最后那句打印的任务就在3个block运行完之后。

3个block又是串行，所以一个一个运行

第二个图有2个线程即一个主线程一个子线程：

3个block都是异步，没有任务阻塞当前线程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以开始执行的。

3个block都是异步，异步会创建新的线程即至少有一个子线程。

3个block是串行，只有一个任务做完才会加另一个任务入队列，所以只需一个子线程。

第三个图只有一个主线程：

3个block都是同步即都阻塞当前线程，所以最后那句打印的任务就在3个block运行完之后。

3个block是并行，同时被加入队列中。

3个block都是同步，由于同步意味着等待，所以任务的执行表现为顺序执行，其实是一起加进去的但是等待的，跟串行的区别是串行是别的任务做完才把它加进队列中。

第四个图有多个线程：

3个block都是异步，没有任务阻塞当前线程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以开始执行的。

3个block都是异步，异步会创建新的线程即至少有一个子线程。

3个block是并行，需创建多个子线程才能保证任务同时执行。

再看一张图：其中第一个异步为玫红色，两个同步分别以紫色黄色表示，两个异步分别以绿色棕色表示，队列后面的当前线程动作为橘色。虚线代表等待。上面代表串行，下面是并行。

由此图可以看出：

同步block会阻塞当前线程，即会在当前线程中运行。（这里的当前线程为主线程所以会看到UI卡住）

异步block会开辟新的线程。

在串行队列中，异步block任务用的是同一个子线程，因为需要等待任务一个一个地执行，不需要多个线程。

在并行队列中，异步block任务同时执行，系统为其分配线程。图中的例子因第一个异步操作在第二个开始前已经结束了，所以并不是多少个异步操作就创建多少线程，主要还是看需要。

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

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