一、進(jìn)程與線程

1.進(jìn)程：

系統(tǒng)中正在運(yùn)行的一個(gè)應(yīng)用程序，每個(gè)進(jìn)程之間是獨(dú)立的，每個(gè)進(jìn)程均運(yùn)行在其專用且受保護(hù)的內(nèi)存空間內(nèi)

2.線程：

1個(gè)進(jìn)程要想執(zhí)行任務(wù)，必須得有線程（每一個(gè)進(jìn)程至少要有一條線程）；線程是進(jìn)程的基本執(zhí)行單元，一個(gè)進(jìn)程（程序）的所有任務(wù)都在線程中執(zhí)行
1個(gè)線程中執(zhí)行任務(wù)是串行的，同一時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，順序執(zhí)行所有任務(wù)；

4.多線程：

一個(gè)進(jìn)程可以開啟多條線程，每條線程可以并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行不同的任務(wù)；多線程可以提高程序的執(zhí)行效率

多線程原理：

同一時(shí)間，CPU只能處理1條線程，只有1條線程在工作（執(zhí)行）；多線程并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行，其實(shí)是CPU快速地在多條線程之間調(diào)度（切換）如果CPU調(diào)度線程的時(shí)間足夠快，就造成了多線程并發(fā)執(zhí)行的假象

5.主線程：

一個(gè)iOS程序運(yùn)行后，默認(rèn)會開啟1條線程，稱為“主線程”或“UI線程”

主線程的主要作用

<1>顯示\刷新UI界面
<2>處理UI事件（比如點(diǎn)擊事件、滾動事件、拖拽事件等）

主線程的使用注意

<1>別將比較耗時(shí)的操作放到主線程中
<2>耗時(shí)操作會卡住主線程，嚴(yán)重影響UI的流暢度，給用戶一種“卡”的壞體驗(yàn)

二、多線程技術(shù)

1.NSTread

一個(gè)NSThread對象就代表一條線程

<1>創(chuàng)建、啟動線程

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 線程一啟動，就會在線程thread中執(zhí)行self的run方法

<2>主線程相關(guān)用法

+ (NSThread *)mainThread; // 獲得主線程
- (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程

<3>獲得當(dāng)前線程
NSThread *current = [NSThread currentThread];

<4>線程的調(diào)度優(yōu)先級

+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
- (double)threadPriority;
- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

調(diào)度優(yōu)先級的取值范圍是0.0 ~ 1.0，默認(rèn)0.5，值越大，優(yōu)先級越高

自己開發(fā)時(shí)，建議一般不要修改優(yōu)先級

<5>線程的名字

- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;

<6>創(chuàng)建線程后自動啟動線程

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

<7>隱式創(chuàng)建并啟動線程

[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

<8>啟動線程

- (void)start; 

// 進(jìn)入就緒狀態(tài) -> 運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)線程任務(wù)執(zhí)行完畢，自動進(jìn)入死亡狀態(tài)

<9>阻塞（暫停）線程

+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 進(jìn)入阻塞狀態(tài)

<10>強(qiáng)制停止線程

+ (void)exit;
// 進(jìn)入死亡狀態(tài)

注意：一旦線程停止（死亡）了，就不能再次開啟任務(wù)

2.多線程的安全問題

<1>資源共享
1塊資源可能會被多個(gè)線程共享，也就是多個(gè)線程可能會訪問同一塊資源
比如多個(gè)線程訪問同一個(gè)對象、同一個(gè)變量、同一個(gè)文件

當(dāng)多個(gè)線程訪問同一塊資源時(shí)，很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯(cuò)亂和數(shù)據(jù)安全問題

<2>安全隱患解決
1.互斥鎖使用格式
@synchronized(鎖對象) { // 需要鎖定的代碼 }
注意：鎖定1份代碼只用1把鎖，用多把鎖是無效的

互斥鎖的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：能有效防止因多線程搶奪資源造成的數(shù)據(jù)安全問題
缺點(diǎn)：需要消耗大量的CPU資源

互斥鎖的使用前提：多條線程搶奪同一塊資源

相關(guān)專業(yè)術(shù)語：線程同步
線程同步的意思是：多條線程按順序地執(zhí)行任務(wù)
互斥鎖，就是使用了線程同步技術(shù)

2.atomic和nonatomic
<1>OC在定義屬性時(shí)有nonatomic和atomic兩種選擇
自旋鎖：
atomic：原子屬性，為setter方法加鎖（默認(rèn)就是atomic）
nonatomic：非原子屬性，不會為setter方法加鎖

<2>nonatomic和atomic對比
atomic：線程安全，需要消耗大量的資源
nonatomic：非線程安全，適合內(nèi)存小的移動設(shè)備

<3>自旋鎖與互斥鎖的異同：
互斥鎖:@synchronized(){}
自旋鎖:atomic修飾的屬性，set方法中會添加自旋鎖
共同點(diǎn):當(dāng)多個(gè)線程訪問同一個(gè)資源的時(shí)候，通過加鎖可以避免數(shù)據(jù)安全問題。
不同點(diǎn):互斥鎖，其他線程(除了當(dāng)前正在訪問數(shù)據(jù)的其他想要訪問這個(gè)數(shù)據(jù)的線程)會處于阻塞狀態(tài)（有一個(gè)再回到就緒狀態(tài)的過程）;自旋鎖，其他線程處于無限循環(huán)的過程（不會有狀態(tài)的改變）

<4>iOS開發(fā)的建議
所有屬性都聲明為nonatomic
盡量避免多線程搶奪同一塊資源
盡量將加鎖、資源搶奪的業(yè)務(wù)邏輯交給服務(wù)器端處理，減小移動客戶端的壓力

3.線程間通信

<1>什么叫做線程間通信
在1個(gè)進(jìn)程中，線程往往不是孤立存在的，多個(gè)線程之間需要經(jīng)常進(jìn)行通信

<2>線程間通信的體現(xiàn)
1個(gè)線程傳遞數(shù)據(jù)給另1個(gè)線程
在1個(gè)線程中執(zhí)行完特定任務(wù)后，轉(zhuǎn)到另1個(gè)線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)

<3>線程間通信常用方法

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

4.GCD

<1>什么是GCD
1.全稱是Grand Central Dispatch,可譯為“牛逼的中樞調(diào)度器”
2.純C語言，提供了非常多強(qiáng)大的函數(shù)
<2>GCD的優(yōu)勢
1.GCD是蘋果公司為多核的并行運(yùn)算提出的解決方案
2.GCD會自動利用更多的CPU內(nèi)核（比如雙核、四核）
3.GCD會自動管理線程的聲明周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程）
4.程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼
<3>GCD的兩個(gè)核心概念
1.任務(wù)；執(zhí)行什么操作
2.隊(duì)列:用來存放任務(wù)
<4>使用步驟
1.定制任務(wù):確定想要做的事情
2.將任務(wù)添加到隊(duì)列中

• GCD會自動將隊(duì)列中的任務(wù)取出，放到對應(yīng)的線程中執(zhí)行
• 任務(wù)的取出遵循隊(duì)列的FIFO原則：先進(jìn)先出，后進(jìn)后出

<5>GCD中有2個(gè)用來執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)
1.用同步的方式執(zhí)行任務(wù)

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

• queue：隊(duì)列
• block：任務(wù)

2.用異步的方式執(zhí)行任務(wù)

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

3.同步和異步的區(qū)別

• 同步：在當(dāng)前線程中執(zhí)行,必須馬上執(zhí)行任務(wù)
• 異步：在另一條線程中執(zhí)行,可以延時(shí)執(zhí)行

<6>GCD的隊(duì)列可以分為2大類型
1.并發(fā)隊(duì)列（Concurrent Dispatch Queue）

• 可以讓多個(gè)任務(wù)并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行（自動開啟多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行任務(wù)）
• 并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）函數(shù)下才有效

2.串行隊(duì)列（Serial Dispatch Queue）

• 讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行（一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)）

<7>有4個(gè)術(shù)語比較容易混淆：同步、異步、并發(fā)、串行
1.同步和異步?jīng)Q定了要不要開啟新的線程

• 同步：在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力
• 異步：在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力

2.并發(fā)和串行決定了任務(wù)的執(zhí)行方式

• 并發(fā)：多個(gè)任務(wù)并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行
• 串行：一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)

3.在UI中當(dāng)前線程雙核主線程，即同步是在主線程中執(zhí)行任務(wù)的，而異步是在開辟子線程中執(zhí)行任務(wù)

<8>并發(fā)(并行)隊(duì)列
1.GCD默認(rèn)已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊(duì)列，供整個(gè)應(yīng)用使用，不需要手動創(chuàng)建

使用dispatch_get_global_queue函數(shù)獲得全局的并發(fā)隊(duì)列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority_t priority, // 隊(duì)列的優(yōu)先級
unsigned long flags); // 此參數(shù)暫時(shí)無用，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 獲得全局并發(fā)隊(duì)列

2.全局并發(fā)隊(duì)列的優(yōu)先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(rèn)（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺

3.手動創(chuàng)建并行隊(duì)列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("abc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

<9>GCD中獲得串行有2種途徑

1.使用dispatch_queue_create函數(shù)創(chuàng)建串行隊(duì)列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 隊(duì)列名稱 
dispatch_queue_attr_t attr); // 隊(duì)列屬性，一般用NULL即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.qianfeng.queue", NULL); // 創(chuàng)建
dispatch_release(queue); // 非ARC需要釋放手動創(chuàng)建的隊(duì)列

2.使用主隊(duì)列（跟主線程相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列）

主隊(duì)列是GCD自帶的一種特殊的串行隊(duì)列
放在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會放到主線程中執(zhí)行
使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

<10>各種隊(duì)列的執(zhí)行效果

<11>從子線程回到主線程

dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行耗時(shí)的異步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主線程，執(zhí)行UI刷新操作
        });
});

<12>延時(shí)執(zhí)行
1.iOS常見的延時(shí)執(zhí)行有2種方式

調(diào)用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再調(diào)用self的run方法

2.使用GCD函數(shù)

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后異步執(zhí)行這里的代碼...
});

<13>一次性代碼
使用dispatch_once函數(shù)能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認(rèn)是線程安全的)
    //可用于UI中創(chuàng)建單例
});

<14>隊(duì)列組
1.有這么1種需求

• 首先：分別異步執(zhí)行2個(gè)耗時(shí)的操作
• 其次：等2個(gè)異步操作都執(zhí)行完畢后，再回到主線程執(zhí)行操作

2.如果想要快速高效地實(shí)現(xiàn)上述需求，可以考慮用隊(duì)列組

dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行1個(gè)耗時(shí)的異步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行1個(gè)耗時(shí)的異步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后，回到主線程...
});

5.NSOperation

<1>NSOperation的作用
1.配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能實(shí)現(xiàn)多線程編程

2.NSOperation和NSOperationQueue實(shí)現(xiàn)多線程的具體步驟

• 先將需要執(zhí)行的操作封裝到一個(gè)NSOperation對象中
• 然后將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中
• 系統(tǒng)會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來
• 將取出的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執(zhí)行

3.NSOperation是個(gè)抽象類，并不具備封裝操作的能力，必須使用它的子類

4.使用NSOperation子類的方式有3種

• NSInvocationOperation
• NSBlockOperation
• 自定義子類繼承NSOperation，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部相應(yīng)的方法

5.創(chuàng)建NSInvocationOperation對象

-(id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;

• 調(diào)用start方法開始執(zhí)行操作

 -(void)start;

一旦執(zhí)行操作，就會調(diào)用target的sel方法

注意:

• 默認(rèn)情況下，調(diào)用了start方法后并不會開一條新線程去執(zhí)行操作，而是在當(dāng)前線程同步執(zhí)行操作
• 只有將NSOperation放到一個(gè)NSOperationQueue中，才會異步執(zhí)行操作

6.創(chuàng)建NSBlockOperation對象

+(id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

• 通過addExecutionBlock:方法添加更多的操作

-(void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;

• 注意：只要NSBlockOperation封裝的操作數(shù) > 1，就會異步執(zhí)行操作

<2>NSOperationQueue的作用
1.NSOperation可以調(diào)用start方法來執(zhí)行任務(wù)，但默認(rèn)是同步執(zhí)行的
2.如果將NSOperation添加到NSOperationQueue（操作隊(duì)列）中，系統(tǒng)會自動異步執(zhí)行NSOperation中的操作

• 添加操作到NSOperationQueue中

-(void); addOperation:(NSOperation *)op
-(void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

<3>什么是并發(fā)數(shù)
1.同時(shí)執(zhí)行的任務(wù)數(shù)
2.比如，同時(shí)開3個(gè)線程執(zhí)行3個(gè)任務(wù)，并發(fā)數(shù)就是3

• 最大并發(fā)數(shù)的相關(guān)方法

-(NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
-(void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;

<4>隊(duì)列的取消、暫停、恢復(fù)
1.取消隊(duì)列的所有操作

-(void)cancelAllOperations;
提示：也可以調(diào)用NSOperation的- (void)cancel方法取消單個(gè)操作

2.暫停和恢復(fù)隊(duì)列

-(void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暫停隊(duì)列，NO代表恢復(fù)隊(duì)列
-(BOOL)isSuspended;

<5>操作優(yōu)先級
1.設(shè)置NSOperation在queue中的優(yōu)先級，可以改變操作的執(zhí)行優(yōu)先級

-(NSOperationQueuePriority)queuePriority;
-(void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;

2.優(yōu)先級的取值

NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8

<6>操作的監(jiān)聽
可以監(jiān)聽一個(gè)操作的執(zhí)行完畢

-(void (^)(void))completionBlock;
-(void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

<7>操作依賴
1.NSOperation之間可以設(shè)置依賴來保證執(zhí)行順序

• 比如一定要讓操作A執(zhí)行完后，才能執(zhí)行操作B，可以這么寫

[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依賴于操作A

2.可以在不同queue的NSOperation之間創(chuàng)建依賴關(guān)系
3.注意：不能相互依賴

• 比如A依賴B，B依賴A

<8>自定義NSOperation
1.自定義NSOperation的步驟很簡單

• 重寫- (void)main方法，在里面實(shí)現(xiàn)想執(zhí)行的任務(wù)

2.重寫- (void)main方法的注意點(diǎn)

• 自己創(chuàng)建自動釋放池（因?yàn)槿绻钱惒讲僮?，無法訪問主線程的自動釋放池）
• 經(jīng)常通過- (BOOL)isCancelled方法檢測操作是否被取消，對取消做出響應(yīng)