iOS的三種多線程技術
- NSThread 每個NSThread對象對應一個線程，量級較輕（真正的多線程）
- 以下兩點是蘋果專門開發的“并發”技術，使得程序員可以不再去關心線程的具體使用問題
NSOperation/NSOperationQueue 面向對象的線程技術
GCD —— Grand Central Dispatch（派發） 是基于C語言的框架，可以充分利用多核，是蘋果推薦使用的多線程技術
以上這三種編程方式從上到下，抽象度層次是從低到高的，抽象度越高的使用越簡單，也是Apple最推薦使用的，在項目中很多框架技術分別使用了不同多線程技術。
三種多線程技術的對比
?NSThread:
–優點：NSThread 比其他兩個輕量級，使用簡單
–缺點：需要自己管理線程的生命周期、線程同步、加鎖、睡眠以及喚醒等。線程同步對數據的加鎖會有一定的系統開銷
?NSOperation：
–不需要關心線程管理，數據同步的事情，可以把精力放在自己需要執行的操作上
–NSOperation是面向對象的
?GCD：
–Grand Central Dispatch是由蘋果開發的一個多核編程的解決方案。iOS4.0+才能使用，是替代NSThread， NSOperation的高效和強大的技術
–GCD是基于C語言的
什么是GCD？
Grand Central Dispatch或者GCD，是一套低層API，提供了一種新的方法來進行并發程序編寫。從基本功能上講，GCD有點像NSOperationQueue，他們都允許程序將任務切分為多個單一任務然后提交至工作隊列來并發地或者串行地執行。GCD比之NSOpertionQueue更底層更高效，并且它不是Cocoa框架的一部分。
除了代碼的平行執行能力，GCD還提供高度集成的事件控制系統。可以設置句柄來響應文件描述符、mach ports（Mach port 用于 OS X上的進程間通訊）、進程、計時器、信號、用戶生成事件。這些句柄通過GCD來并發執行。
GCD的API很大程度上基于block，當然，GCD也可以脫離block來使用，比如使用傳統c機制提供函數指針和上下文指針。實踐證明，當配合block使用時，GCD非常簡單易用且能發揮其最大能力。
你可以在Mac上敲命令“man dispatch”來獲取GCD的文檔。
使用GCD的優勢
GCD提供很多超越傳統多線程編程的優勢：
易用: GCD比之thread跟簡單易用。由于GCD基于work unit而非像thread那樣基于運算，所以GCD可以控制諸如等待任務結束、監視文件描述符、周期執行代碼以及工作掛起等任務。基于block的血統導致它能極為簡單得在不同代碼作用域之間傳遞上下文。
效率: GCD被實現得如此輕量和優雅，使得它在很多地方比之專門創建消耗資源的線程更實用且快速。這關系到易用性：導致GCD易用的原因有一部分在于你可以不用擔心太多的效率問題而僅僅使用它就行了。
性能: GCD自動根據系統負載來增減線程數量，這就減少了上下文切換以及增加了計算效率。
Dispatch Objects
盡管GCD是純c語言的，但它被組建成面向對象的風格。GCD對象被稱為dispatch object。Dispatch object像Cocoa對象一樣是引用計數的。使用dispatch_release和dispatch_retain函數來操作dispatch object的引用計數來進行內存管理。但注意不像Cocoa對象，dispatch object并不參與垃圾回收系統，所以即使開啟了GC，你也必須手動管理GCD對象的內存。
Dispatch queues 和 dispatch sources（后面會介紹到）可以被掛起和恢復，可以有一個相關聯的任意上下文指針，可以有一個相關聯的任務完成觸發函數。可以查閱“man dispatch_object”來獲取這些功能的更多信息。
Dispatch Queues
GCD的基本概念就是dispatch queue。dispatch queue是一個對象，它可以接受任務，并將任務以先到先執行的順序來執行。dispatch queue可以是并發的或串行的。并發任務會像NSOperationQueue那樣基于系統負載來合適地并發進行，串行隊列同一時間只執行單一任務。
GCD中有三種隊列類型
The main queue: 與主線程功能相同。實際上，提交至main queue的任務會在主線程中執行。main queue可以調用dispatch_get_main_queue()來獲得。因為main queue是與主線程相關的，所以這是一個串行隊列。
Global queues: 全局隊列是并發隊列，并由整個進程共享。進程中存在三個全局隊列：高、中（默認）、低三個優先級隊列。可以調用dispatch_get_global_queue函數傳入優先級來訪問隊列。
用戶隊列: 用戶隊列 (GCD并不這樣稱呼這種隊列, 但是沒有一個特定的名字來形容這種隊列，所以我們稱其為用戶隊列) 是用函數 dispatch_queue_create創建的隊列. 這些隊列是串行的。正因為如此，它們可以用來完成同步機制, 有點像傳統線程中的mutex。
Dispatch Queues的生成可以有這幾種方式：
//1,生成串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//生成一個串行隊列，隊列中的block按照先進先出（FIFO）的順序去執行，實際上為單線程執行。第一個參數是隊列的名稱，在調試程序時會非常有用，所有盡量不要重名了。
//2.生成并發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//生成一個并發執行隊列，block被分發到多個線程去執行
//3.獲得程序進程缺省產生的并發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//獲得程序進程缺省產生的并發隊列，可設定優先級來選擇高、中、低三個優先級隊列。由于是系統默認生成的，所以無法調用dispatch_resume()和dispatch_suspend()來控制執行繼續或中斷。
需要注意的是，三個隊列不代表三個線程，可能會有更多的線程。并發隊列可以根據實際情況來自動產生合理的線程數，也可理解為dispatch隊列實現了一個線程池的管理，對于程序邏輯是透明的。
官網文檔解釋說共有三個并發隊列，但實際還有一個更低優先級的隊列，設置優先級為DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode調試時可以觀察到正在使用的各個dispatch隊列。
//4.獲得主線程的dispatch隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//獲得主線程的dispatch隊列，實際是一個串行隊列。同樣無法控制主線程dispatch隊列的執行繼續或中斷。
接下來我們可以使用dispatch_async或dispatch_sync函數來加載需要運行的block。
dispatch_async(queue, ^{
//block具體代碼
}); //異步執行block，函數立即返回
dispatch_sync(queue, ^{
//block具體代碼
}); //同步執行block，函數不返回，一直等到block執行完畢。編譯器會根據實際情況優化代碼，所以有時候你會發現block其實還在當前線程上執行，并沒用產生新線程。
實際編程經驗告訴我們，盡可能避免使用dispatch_sync，嵌套使用時還容易引起程序死鎖。
如果queue1是一個串行隊列的話，這段代碼立即產生死鎖：
dispatch_sync(queue1, ^{
dispatch_sync(queue1, ^{
......
});
......
});
那實際運用中，一般可以用dispatch這樣來寫，常見的網絡請求數據多線程執行模型：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//子線程中開始網絡請求數據
//更新數據模型
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//在主線程中更新UI代碼
});
});
程序的后臺運行和UI更新代碼緊湊，代碼邏輯一目了然。
常見編程套路
//后臺執行的線程
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0,0) ^{
//在后臺執行的代碼
})；
//主線程執行
dispatch_async(dispatch_get_ main_queue{0,0} ^{
//在主線程執行的代碼
});
//一次性執行
static dispatch_one_t onceToken;
dispatch_one(&oneToken, ^{
//一次性執行的代碼
});
//延時2秒執行
double delayInseconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds *NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
//延時2秒后在主線程中執行的代碼
});
dispatch隊列是線程安全的，可以利用串行隊列實現鎖的功能。比如多線程寫同一數據庫，需要保持寫入的順序和每次寫入的完整性，簡單地利用串行隊列即可實現：
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.dispatch.writedb", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
- (**void**)writeDB:(**NSData** *)data
{
dispatch_async(queue1, ^{
//write database
});
}
下一次調用writeDB:必須等到上次調用完成后才能進行，保證writeDB:方法是線程安全的。
dispatch隊列還實現其它一些常用函數，包括：
void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t));
//重復執行block，需要注意的是這個方法是同步返回，也就是說等到所有block執行完畢才返回，如需異步返回則嵌套在dispatch_async中來使用。
//多個block的運行是否并發或串行執行也依賴queue的是否并發或串行。
void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//這個函數可以設置同步執行的block，它會等到在它加入隊列之前的block執行完畢后，才開始執行。
//在它之后加入隊列的block，則等到這個block執行完畢后才開始執行。
void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//同上，除了它是同步返回函數
void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//延遲執行block
***最后再來看看dispatch隊列的一個很有特色的函數： ***
void dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);
它會把需要執行的任務對象指定到不同的隊列中去處理，這個任務對象可以是dispatch隊列，也可以是dispatch源（以后博文會介紹）。而且這個過程可以是動態的，可以實現隊列的動態調度管理等等。比如說有兩個隊列dispatchA和dispatchB，這時把dispatchA指派到dispatchB：
dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);
那么dispatchA上還未運行的block會在dispatchB上運行。這時如果暫停dispatchA運行：
dispatch_suspend(dispatchA);
則只會暫停dispatchA上原來的block的執行，dispatchB的block則不受影響。而如果暫停dispatchB的運行，則會暫停dispatchA的運行。
