iOS___oc 之多线程详解
在学习iOS多线程之前，我们得先知道两个概念，进程和线程:
进程：
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专有且受保护的内存空间内。
线程：
1个进程要想执行任务，必须得有线程（每个进程至少要有1条线程）
线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行。
比如我们打开qq和音乐播放器就是打开了两个进程，在qq中发消息或在播放器中播放音乐就是开启了线程。
1个线程中任务的执行是串行的，如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行任务，也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务。多线程：1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务，多线程技术可以提高程序的执行效率。
多线程的原理：
同一时间，cpu只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）
多线程并发（同时）执行，其实是cpu快速地在多线程之间调度（切换）如果cpu调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象，但线程数目开得过多的话会导致cpu在N多线程之间调度，cpu会累死，消耗大量的cpu资源，每条线程被调度执行的频次会降低（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），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能
线程越多，cpu在调度线程上的开销就越大
程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享
在iOS的开发过程中，我们主要用到3个实现方案：
NSThread, NSOperation和GCD
NSThread
创建、启动线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil]; [thread start];
// 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法
主线程相关用法
+ (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];
线程的调度优先级
+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
- (double)threadPriority;
- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
调度优先级的取值范围是0.0 ~ 1.0，默认0.5，值越大，优先级越高
线程的名字
- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;
NSThread还有另外的创建线程的方式：
创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
上述2种创建线程方式的虽然简单快捷但是无法对线程进行更详细的配置。
NSOperation：
配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程
NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：
1、将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
2、将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
系统会自动将NSOperation中封装的操作放到一条新线程中执行
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类
使用NSOperation子类的方式有3种
NSInvocationOperation
NSBlockOperation
自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
NSInvocationOperation：
创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;
调用start方法开始执行操作
- (void)start;
一旦执行操作，就会调用target的sel方法
注意
默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作：
NSBlockOperation：
创建NSBlockOperation对象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
注意：只要NSBlockOperation封装的操作数>1,就会异步执行操作
NSOperationQueue：
NSOperationQueue的作用:
NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作
添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
在NSOperation中还可以设置最大并发数，也就是同时执行的任务数
最大并发数的相关方法
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
队列有关的其他操作：
取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
提示：也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
暂停和恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
- (BOOL)isSuspended;
设置NSOperation在queue中的优先级，可以改变操作的执行顺序
- (NSOperationQueuePriority)queuePriority;
- (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;
优先级的取值（优先级越高，越先执行）
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写
[operationB addDependency:operationA];//注意不能循环依赖
自定义NSOperation：
重写- (void)main方法，在里面实现想执行的任务
重写- (void)main方法的注意点
自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应
GCD(Grand Central Dispatch)：
GCD的优点：
GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度线程、销毁线程）
程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
GCD中有2个核心概念
任务：执行什么操作
队列：用来存放任务
GCD的使用就2个步骤
定制任务
确定想做的事情
将任务添加到队列中
GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
任务的取出遵循队列的FLFO原则：先进先出，后进后出
GCD中有2个用来执行任务的函数
用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue：队列
block：任务
用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
同步和异步的区别
同步：在当前线程中执行
异步：在另一条线程中执行
GCD的队列可以分为2大类型
并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效
串行队列（Serial Dispatch Queue）
让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
有4个术语比较容易混浊：同步、异步、并发、串行
同步和异步决定了要不要开启新的线程
同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步：在新线程中执行任务，具备开启线程的能力
并发和串行决定了任务的执行方式
并发：多个任务（同时）执行
串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建 使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue( dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级 unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列
GCD中获得串行有2种途径
使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称
dispatch_queue_attr_t attr); // 队列属性，一般用NULL即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 创建
dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列
使用主队列（跟主线程相关联的队列）
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
在开发中经常遇到执行一些耗时任务后加载网络资源，需要回到主线程中更新UI界面：
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行耗时的异步操作...
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ /
/ 回到主线程，执行UI刷新操作 });
});
GCD的其他用法：
iOS常见的延时执行有2种方式
调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法
使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后异步执行这里的代码...
});
使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次（在单列模式中用到）
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});
GCD还有一种很好用得一种用法：队列组
有这么1种需求
首先：分别异步执行N个耗时的操作
其次：等N个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组：
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});
