一.線程概述

有些程序是一條直線，起點到終點；有些程序是一個圓，不斷循環(huán)，直到將它切斷。直線的如簡單的Hello World，運(yùn)行打印完,它的生命周期便結(jié)束了，像曇花一現(xiàn)那樣；圓如操作系統(tǒng)，一直運(yùn)行直到你關(guān)機(jī)。

一個運(yùn)行著的程序就是一個進(jìn)程或者叫做一個任務(wù)，一個進(jìn)程至少包含一個線程，線程就是程序的執(zhí)行流。Mac和iOS中的程序啟動，創(chuàng)建好一個進(jìn)程的同時，一個線程便開始運(yùn)行，這個線程叫主線程。主線程在程序中的地位和其他線程不同，它是其他線程最終的父線程，且所有界面的顯示操作即AppKit或UIKit的操作必須在主線程進(jìn)行。

系統(tǒng)中的每一個進(jìn)程都有自己獨立的虛擬內(nèi)存空間，而同一個進(jìn)程中的多個線程則共用進(jìn)程的內(nèi)存空間。每創(chuàng)建一個新的線程，都需要一些內(nèi)存(如每個線程有自己的Stack空間)和消耗一定的CPU時間。另外當(dāng)多個線程對同一個資源出現(xiàn)爭奪的時候需要注意線程安全問題。

二.創(chuàng)建線程

創(chuàng)建一個新的線程就是給進(jìn)程增加了一個執(zhí)行流，執(zhí)行流總得有要執(zhí)行的代碼吧，所以新建一個線程需要提供一個函數(shù)或者方法作為線程的入口。

1.使用NSThread

NSThread提供了創(chuàng)建線程的途徑，還可以提供了檢測當(dāng)前線程是否是主線程的方法。使用NSThread創(chuàng)建一個新的線程有兩種方式：

1.創(chuàng)建一個NSThread的對象，調(diào)用其start方法。對于這種方式的NSThread對象的創(chuàng)建，可以使用一個目標(biāo)對象的方法初始化一個NSThread對象，或者創(chuàng)建一個繼承NSThread類的子類，實現(xiàn)其main方法，然后在直接創(chuàng)建這個子類的對象。

2.使用detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:這個類方法創(chuàng)建一個線程，這個比較直接了，直接使用目標(biāo)對象的方法作為線程啟動入口。

2.使用NSObject

其實NSObject直接就加入了多線程的支持，允許對象的某個方法在后臺運(yùn)行。如:

[myObj?performSelectorInBackground:@selector(doSomething)?withObject:nil];

3.POSIX Thread

由于Mac和iOS都是基于Darwin系統(tǒng)，Darwin系統(tǒng)的XUN內(nèi)核，是基于Mach和BSD的，繼承了BSD的POSIX接口，所以可以直接使用POSIX線程的相關(guān)接口來使用線程。

創(chuàng)建線程的接口為pthread_create，當(dāng)然在創(chuàng)建之前可以通過相關(guān)函數(shù)設(shè)置好線程的屬性。以下為POSIX線程使用簡單的例子。

//?//??main.c?//??pthread?//?//??Created?by?Lu?Kejin?on?1/27/12.?//??Copyright?(c)?2012?Taobao.com.?Al

三.多線程進(jìn)階

NSOperation&NSOperationQueue

很多時候我們使用多線程，需要控制線程的并發(fā)數(shù)，畢竟線程也是消耗系統(tǒng)資源的，當(dāng)程序中同時運(yùn)行的線程過多時，系統(tǒng)必然變慢。所以很多時候我們會控制同時運(yùn)行線程的數(shù)目。

NSOperation可以封裝我們的操作，然后將創(chuàng)建好的NSOperation對象放到NSOperationQueue中，OperationQueue便開始啟動新的線程去執(zhí)行隊列中的操作，OperationQueue的并發(fā)度是可以通過如下方式進(jìn)行設(shè)置:

-?(void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)count

GCD

GCD是Grand Central Dispatch的縮寫，是一系列的BSD層面的接口，在Mac 10.6和iOS4.0以后才引入的，且現(xiàn)在NSOperation和NSOperationQueue的多線程的實現(xiàn)就是基于GCD的。目前這個特性也被移植到FreeBSD上了，可以查看libdispatch這個開源項目。

比如一個在UIImageView中顯示一個比較大的圖片

dispatch_queue_t?imageDownloadQueue?=?dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,?0);?dispatch_async(imageDownloa

當(dāng)然，GCD除了處理多線程外還有很多非常好的功能，其建立在強(qiáng)大的kqueue之上，效率也能夠得到保障。

四.線程間通信

線程間通信和進(jìn)程間通信從本質(zhì)上講是相似的。線程間通信就是在進(jìn)程內(nèi)的兩個執(zhí)行流之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，就像兩條并行的河流之間挖出了一道單向流動長溝，使得一條河流中的水可以流入另一條河流，物質(zhì)得到了傳遞。

1.performSelect On The Thread

框架為我們提供了強(qiáng)制在某個線程中執(zhí)行方法的途徑,如果兩個非主線程的線程需要相互間通信，可以先將自己的當(dāng)前線程對象注冊到某個全局的對象中去，這樣相互之間就可以獲取對方的線程對象，然后就可以使用下面的方法進(jìn)行線程間的通信了，由于主線程比較特殊，所以框架直接提供了在出線程執(zhí)行的方法。

@interface?NSObject?(NSThreadPerformAdditions)?-?(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector?withObject:(id)arg?waitUnti

2.Mach Port

在蘋果的Thread Programming Guide的Run Pool一節(jié)的Configuring a Port-Based Input Source這一段中就有使用Mach Port進(jìn)行線程間通信的例子。其實質(zhì)就是父線程創(chuàng)建一個NSMachPort對象，在創(chuàng)建子線程的時候以參數(shù)的方式將其傳遞給子線程，這樣子線程中就可以向這個傳過來的NSMachPort對象發(fā)送消息，如果想讓父線程也可以向子線程發(fā)消息的話，那么子線程可以先向父線程發(fā)個特殊的消息，傳過來的是自己創(chuàng)建的另一個NSMachPort對象，這樣父線程便持有了子線程創(chuàng)建的port對象了，可以向這個子線程的port對象發(fā)送消息了。

當(dāng)然各自的port對象需要設(shè)置delegate以及schdule到自己所在線程的RunLoop中，這樣來了消息之后，處理port消息的delegate方法會被調(diào)用，你就可以自己處理消息了。

五.RunLoop

RunLoop從字面上看是運(yùn)行循環(huán)的意思，這一點也不錯，它確實就是一個循環(huán)的概念，或者準(zhǔn)確的說是線程中的循環(huán)。本文一開始就提到有些程序是一個圈，這個圈本質(zhì)上就是這里的所謂的RunLoop，就是一個循環(huán)，只是這個循環(huán)里加入很多特性。

首先循環(huán)體的開始需要檢測是否有需要處理的事件，如果有則去處理，如果沒有則進(jìn)入睡眠以節(jié)省CPU時間。所以重點便是這個需要處理的事件，在RunLoop中，需要處理的事件分兩類，一種是輸入源，一種是定時器，定時器好理解就是那些需要定時執(zhí)行的操作，輸入源分三類：performSelector源，基于端口（Mach port）的源，以及自定義的源。編程的時候可以添加自己的源。RunLoop還有一個觀察者Observer的概念，可以往RunLoop中加入自己的觀察者以便監(jiān)控著RunLoop的運(yùn)行過程，CFRunLoop.h中定義了所有觀察者的類型:

enum?CFRunLoopActivity?{?kCFRunLoopEntry?=?(1?<<?0),?kCFRunLoopBeforeTimers?=?(1?<<?1),?kCFRunLoopBeforeSources?=?(

如果你使用過select系統(tǒng)調(diào)用寫過程序你便可以快速的理解runloop事件源的概念，本質(zhì)上講事件源的機(jī)制和select一樣是一種多路復(fù)用IO的實現(xiàn)，在一個線程中我們需要做的事情并不單一，如需要處理定時鐘事件，需要處理用戶的觸控事件，需要接受網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端發(fā)過來的數(shù)據(jù)，將這些需要做的事情統(tǒng)統(tǒng)注冊到事件源中，每一次循環(huán)的開始便去檢查這些事件源是否有需要處理的數(shù)據(jù)，有的話則去處理。拿具體的應(yīng)用舉個例子，NSURLConnection網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)請求，默認(rèn)是異步的方式，其實現(xiàn)原理就是創(chuàng)建之后將其作為事件源加入到當(dāng)前的RunLoop，而等待網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接受的過程則在一個新創(chuàng)建的獨立的線程中完成，當(dāng)這個線程處理到某個階段的時候比如得到對方的響應(yīng)或者接受完了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之后便通知之前的線程去執(zhí)行其相關(guān)的delegate方法。所以在Cocoa中經(jīng)常看到scheduleInRunLoop:forMode:這樣的方法，這個便是將其加入到事件源中，當(dāng)檢測到某個事件發(fā)生的時候，相關(guān)的delegate方法便被調(diào)用。對于CoreFoundation這一層而言，通常的模式是創(chuàng)建輸入源，然后將輸入源通過CFRunLoopAddSource函數(shù)加入到RunLoop中，相關(guān)事件發(fā)生后，相關(guān)的回調(diào)函數(shù)會被調(diào)用。如CFSocket的使用。另外RunLoop中還有一個運(yùn)行模式的概念，每一個運(yùn)行循環(huán)必然運(yùn)行在某個模式下，而模式的存在是為了過濾事件源和觀察者的，只有那些和當(dāng)前RunLoop運(yùn)行模式一致的事件源和觀察者才會被激活。

每一個線程都有其對應(yīng)的RunLoop，但是默認(rèn)非主線程的RunLoop是沒有運(yùn)行的，需要為RunLoop添加至少一個事件源，然后去run它。一般情況下我們是沒有必要去啟用線程的RunLoop的，除非你在一個單獨的線程中需要長久的檢測某個事件。