IOS——多线程
##一、基本概念ios
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什么是进程： 进程是在系统运行的一个程序，每一个进程之间是独立的，每一个进程均运行在其专有且受保护的内存空间内。git
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什么是线程： 一个进程想要执行任务，必须得有线程（至少一个线程），线程是进程的基本执行单位，一个进程的全部任务都必须在线程中执行。github
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线程的串行： 一个线程中任务的执行是串行的，若是要在一个线程中执行多个任务，只能一个一个的按顺序执行编程
##二、多线程安全
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什么是多线程：服务器
一个进程中能够开启多个线程，每一个线程能够并发/并行执行不一样的任务，多线程能够提交程序的执行效率，好比同时执行任务ABC。多线程
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多线程原理：并发
同一时间，CPU只能执行一个线程，只有一个线程正在执行，多线程并发执行，实际上是CPU快速的在多个线程之间切换，若是CPU的切换线程的时间足够快，就会形成多线程并发执行的假象。框架
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多线程的优缺点：异步
优势： 1.能适当的提升程序的执行效率 2.能适当的提升资源的利用率 缺点： 1.开启线程会占用必定的内存空间（主线程1M，子线程0.5M），若是开启过多的线程就会占用大量的内存空间，下降程序的性能。 2.线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
##三、主线程
一个IOS程序运行之后，默认会开启一个线程，这个线程就被称为主线程或（UI线程）。主线程的主要做用是显示/刷新UI界面，处理UI事件（点击，滚动，拖拽等）。
IOS中的多线程：
iOS中有四种多线程编程的技术:
1.Pthread (基本不会使用,线程的生命周期由咱们⾃己管理)
2.NSThread(每一个Thread对象对应⼀一个线程)(使⽤用得⽐比较少,线程的⽣生命周期由咱们⾃己管理)
3.NSOperation(面向对象的线程技术)(基于gcd来实现,常常使⽤,⽣命周期由系统管理)
4.GCD(是基于C语⾔言的框架,能够充分利用多核,是苹果推荐使⽤的多线程技术)(常用,生命周期由系统管理))
以上这四种编程⽅方式从上到下,抽象度层次是从低到高的,抽象度越高的使用越简单,也是Apple最推荐使用的。可是就目前而言,iOS的开发者,须要了解三种多线程技术的基本使⽤用过程。由于不少 框架技术分别使用了不一样多线程技术。
##四、NSThread
建立线程、执行下载任务，须要start手动开启执行
NSThread *thread_A = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
thread_A.name = @"线程A";
启动任务
[thread_A start];
阻塞线程，等待几秒，是这个线程里面的全部任务一块儿阻塞
[NSThread sleepForTimeInterval:5];
阻塞到某个时间
[NSThread sleepUntilDate:[[NSDate date] dateByAddingTimeInterval:1000]];
方式二：指定任务直接执行不须要手动开启 start
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run_A) toTarget:self withObject:nil];
取消进程
[thread_A cancel];
获取当前线程信息
+ (NSThread *)currentThread;
获取主线程信息
+ (NSThread *)mainThread;
ps：若是是有关UI更新的操做，在其它线程中处理完以后要回到主线程进行改变
##五、GCD
(GCD)是Apple开发的⼀个多核编程的解决⽅方法。该⽅方法在Mac OS X 10.6首次推出,并随后被引入到了iOS4.0中。GCD是⼀个替代诸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技术的很高效和强大的技术。
###5.1 任务和队列
在GCD中，加入了两个很是重要的概念：任务和队列。
任务：
即操做，你想要干什么，说白了就是一段代码，在 GCD 中就是一个 Block，因此添加任务十分方便。
任务有两种执行方式： 同步执行 和 异步执行，
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同步（sync） 和 异步（async） 的主要区别在于会不会阻塞当前线程，直到 Block 中的任务执行完毕！
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若是是 同步（sync） 操做，它会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕，而后当前线程才会继续往下运行。
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若是是 异步（async）操做，当前线程会直接往下执行，它不会阻塞当前线程。
队列：
- 用于存听任务。一共有两种队列， 串行队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL和 并行队列DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT.
放到串行队列的任务，GCD 会 FIFO（先进先出） 地取出来一个，执行一个，而后取下一个，这样一个一个的执行。
放到并行队列的任务，GCD 也会 FIFO的取出来，但不一样的是，它取出来一个就会放到别的线程，而后再取出来一个又放到另外一个的线程。这样因为取的动做很快，忽略不计，看起来，全部的任务都是一块儿执行的。不过须要注意，GCD 会根据系统资源控制并行的数量，因此若是任务不少，它并不会让全部任务同时执行。
并行队列 中的任务根据同步或异步有不一样的执行方式。请看下表：
| 主队列 | 全局队列 | 自定义串行队列 | 自定义并行队列 | |
|---|---|---|---|---|
| 同步 | 死锁（一直卡主） | 在主线程中顺序执行 | 在主线程中顺序执行 | 在主线程中顺序执行 |
| 异步 | 在主线程中顺序执行 | 在其它线程中同时执行 | 在其它线程中顺序执行 | 在其它线程中同时执行 |
###5.2 建立队列
- 主队列
这是一个特殊的串行队列。它用于刷新UI，任何须要刷新UI的工做都要在主队列执行，因此通常耗时的任务都要放到别的线程执行。
同步任务：dispatch_sync，会阻塞后面的任务，必需当前任务完成后才能执行下一个
主队列中不能执行同步操做，否则会死锁
异步执行：dispatch_async，不会阻塞后面的任务，任务会立刻返回下一个任务不须要等待，当这个任务完成后会通知主线程。 dispatch_get_main_queue() 获取主队列，主队列中的任务都会在主线程中执行, 是一个串行队列
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_D];
});
- 全局队列
dispatch_get_global_queue() 全局队列，是一个并行队列，能够将队列中的任务放到不一样的线程中执行
任务执行的优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 最高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 中等（默认）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN 后台执行
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[self run_A];
});
若是在并行队列中同步执行任务，那么这些任务都会在主线程中按顺序执行，也就没有并发性了。
- 自定义串行队列
自定义的串行队列中异步执行任务，队列会把任务放到一个新的线程中按顺序执行
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("串行队列", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(serialQueue, ^{
[self run_A];
});
- 自定义的并行队列
自定义的并行队列中异步执行任务，队列会把任务放到不一样的线程中执行
ispatch_queue_t concurrentlQueue = dispatch_queue_create("并行队列", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_sync(concurrentlQueue, ^{
[self run_A];
});
将更新UI的操做放到主队列中
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imagView_1.image = image;
});
###5.3 队列组
队列组能够将不少队列添加到一个组里，这样作的好处是，当这个组里全部的任务都执行完了，队列组会经过一个方法通知咱们。
建立一个队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
建立队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("并行队列", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_queue_t global = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
在group中异步执行任务,block中调用局部变量须要加__block
__block UIImage *image_1;
dispatch_group_async(group, queue, ^{
image_1 = [self downloadImage_one];
});
当group中的任务都执行完后，就会发送一个通知notify调用这个方法
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imagView_1.image = image_1;
});
###5.4 线程安全
一次执行，block中的代码只能被执行一次，是线程保护的(同时只能一个线程访问)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_B];
});
单例通常用这个 线程安全的单例建立
+ (instancetype)shareUser_GCD {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
user = [[self alloc] init];
});
return user;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
static User *user = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
user = [super allocWithZone:zone];
});
return user;
}
延迟执行
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_B];
});
##六、NSOperation和NSOperationQueue
NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装，彻底面向对象，因此使用起来更好理解。 NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的 任务 和 队列 。操做步骤也很好理解：
1.将要执行的任务封装到一个 NSOperation 对象中。 2.将此任务添加到一个 NSOperationQueue 对象中。
直接执行会在主线程中顺序执行
NSInvocationOperation *opertaion_1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
启动任务
[opertaion_1 start];
至少会有一个任务在主线程中执行，其余任务会被放到其余线程中执行
NSBlockOperation *opertion = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self run_A];
}];
[opertion addExecutionBlock:^{
[self run_B];
}];
[opertion addExecutionBlock:^{
[self run_C];
}];
[opertion start];
###6.1 NSInvocationOperation依赖关系
NSOperation 有一个很是实用的功能，那就是添加依赖。好比有 3 个任务：A: 从服务器上下载一张图片，B：给这张图片加个水印，C：把图片返回给服务器。这时就能够用到依赖
注意：
- 不能添加相互依赖，会死锁，好比 A依赖B，B依赖A。
- 可使用 removeDependency 来解除依赖关系。
- 能够在不一样的队列之间依赖，反正就是这个依赖是添加到任务身上的，和队列不要紧。
NSInvocationOperation *opertaion_1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
NSInvocationOperation *opertaion_2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_B) object:nil];
NSInvocationOperation *opertaion_3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_C) object:nil];
// 添加依赖，opertaion_1 ————》opertaion_2 ————》opertaion_3
// [opertaion_2 addDependency:opertaion_1];
// [opertaion_3 addDependency:opertaion_2];
在这里就是opertaion_2会等opertaion_1执行完后再执行，后面以此类推
建立一个队列，默认就是并行队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
设置当前最大的执行数，能够控制是并行还串行，为1时就是串行
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
将任务添加到队列中任务就自动执行了
[queue addOperation:opertaion_1];
[queue addOperation:opertaion_2];
[queue addOperation:opertaion_3];
[queue addOperationWithBlock:^{
[self run_D];
}];
添加多个任务，而且能够设置等待完成
[queue addOperations:@[opertaion_1,opertaion_2,opertaion_3] waitUntilFinished:YES];
取消全部的任务
[queue cancelAllOperations];
取消指定的任务
[opertaion_1 cancel];
获取当前的队列
[NSOperationQueue currentQueue];
获取主队列
[NSOperationQueue mainQueue];
###6.2 其它方法
以上就是一些主要方法, 下面还有一些经常使用方法：
NSOperation
BOOL executing;//判断任务是否正在执行BOOL finished;//判断任务是否完成void (^completionBlock)(void);//用来设置完成后须要执行的操做(void)cancel;//取消任务(void)waitUntilFinished;//阻塞当前线程直到此任务执行完 毕
NSOperationQueue
NSUInteger operationCount;//获取队列的任务数(void)cancelAllOperations;//取消队列中全部的任务(void)waitUntilAllOperationsAreFinished;//阻塞当前线程直到此队列中的全部任务执行完毕[queue setSuspended:YES];// 暂停queue[queue setSuspended:NO];// 继续queue
##7 GCD和NSOperation的区别:
一、GCD的底层是用C来实现的,NSOperation底层从ios4开始也是⽤的GCD来实 现的;(底层实现)
二、在NSOperationQueue中,咱们能够随时取消已经设定要准备执⾏的任务(固然,已经开始的任务就⽆法阻⽌了),⽽GCD无法中止已经加入queue的block(实际上是有的,但须要许多复杂的代码);(取消任务)
三、NSOperation可以⽅便地设置依赖关系,咱们可让⼀个Operation依赖于另⼀个Operation,这样的话尽管两个Operation处于同⼀个并行队列中,但前者会直到后者执行完毕后再执⾏;(依赖关系)
四、咱们能将KVO应⽤用在NSOperation中,能够监听一个Operation是否完成或取消,这样子能⽐GCD更加有效地掌控咱们执⾏的后台任务;(监放任务的执⾏状况)
五、在NSOperation中,咱们可以设置NSOperation的priority优先级,可以使同⼀个并行队列中的任务区分前后地执行,⽽在GCD中,咱们只能区分不一样任务队列的优先级,若是要区分block任务的优先级,也须要大量的复杂代码;(优先级) 六、咱们可以对NSOperation进行继承,在这之上添加成员变量与成员方法,提⾼整个代码的复⽤度,这⽐简单地将block任务排⼊执行队列更有自由度,可以在其之上添加更多自定制的功能。(代码复用)
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