進程與線程
進程：一個正在執行的程序實例，是 CPU 調度的基本單位。CUP 通過時間片輪轉等調度算法在多個進程之間快速切換，制造多個進程并發的假象，從而實現多任務。但當遇到 I/O 操作阻塞時就會放棄進程時間片。這對性能有很大的影響，因為進程上下文切換開銷很大。所以就有了線程來優化這種劣勢。
線程：現在操作系統的中的輕量進程，是 CPU 調度的基本單位。而進程作為線程的容器，是資源管理的單位。線程的優勢是當是某個線程 I/O 操作阻塞時，還可以執行其他線程從而最大化利用進程的時間片。
因為每個進程都有獨立且保護的內存空間，保存文件、子進程、即將發生的報警、信號處理程序、賬號信息等。線程只擁有程序計數器 、寄存器、堆棧等少量資源，但與其他線程共享整個進程的內存空間，因此線程切換速度要比進程快 10 到 100 倍。
為什么使用多線程
使用多線程可充分利用現在的多核 CPU、減少 CPU 的等待時間、防止主線程阻塞等。除了性能上的提升，對批量業務，使用多線程也能使代碼邏輯更加清晰。
NSThread
蘋果封裝的線程管理對象， 不過 NSThread 創建時不代表一個真正的線程被創建，只有我們調用 start 時才真正創建了線程。
創建
- (instancetype)init API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
使用該方法雖然是實例的創建，但確實不能創建一個線程，因為沒有提供其他 api 來操作，沒辦法啟動線程的 RunLoop。所以用這個函數創建線程是沒有意思的。
- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (instancetype)initWithBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
可以使用這兩種函數來創建線程的實例，這兩個函數分別通過 selector 和 block 來管理線程后面執行任務，創建后使用 start 啟動線程。
+ (void)detachNewThreadWithBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument;
也可以使用這兩種函數創建線程實例，和上面的區別是上面創建后要手動調用 start 來啟動線程，而這兩種構造方法則不用手動啟動，他會在創建完后自動調用 start 來啟動線程。
@property (class, readonly, strong) NSThread *currentThread;
@property (class, readonly, strong) NSThread *mainThread API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
當然，還可以使用這個兩個函數獲取當前線程和主線程。這也是 Apple 提供的獲取線程對象的唯一兩個函數。
啟動
- (void)start API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)main API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
上面提到過啟動線程使用 start 函數。main 函數是線程入口的主函數，子類重寫后不用調用 super，Apple 建議不用去使用它。
派發任務
系統有提供分類的 API 對派發任務的函數。
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
向主線程派發任務，值得注意的是他的帶的幾個參數。
arg：執行 slector 攜帶的參數，沒有可以為 nil；
wait：布爾值，是否阻塞當前線程等待選擇器，設置為 YES 時，等到當前線程執行完后，執行主線程 selector，設置為 NO 時，阻塞當前線程，先執行主線程 selector。如果當前為主線程，則立即執行 selector。
array：selector 的執行模式RunLoop model，要注意改值設置為 nil 或者空數組時，該方法返回時不執行指定的選擇器。
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
向指定線程派發任務。
- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
向后臺模式的線程派發任務。
優先級
+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
兩個函數分別設置優先級和獲取優先級，優先級為 0.0-1.0 ，越大表示優先級越高，默認為0.5，但由于優先級由內核決定，也不保證實際一直是 0.5.
休眠
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
兩個函數設置線程休眠，一個為休眠到某個時間，一個為休眠多長時間，時間段類型為 NSTimeInterval。
狀態
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
布爾類型，分別線程是否正在進行、是否完成、是否取消。
退出
+ (void)exit;
- (void)cancel API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
一個類方法，一個實例方法；
exit：是使用currentThread類方法來訪問當前線程。在退出線程之前，此方法將發送NSThreadWillExitNotification，并將線程退出到默認的通知中心。因為通知是同步發送的，所以確保NSThreadWillExitNotification的所有觀察者在線程退出之前接收通知。
Apple 建議我們應該避免調用此方法，因為它沒有給您的線程一個機會來清理它在執行期間分配的任何資源。
cancel：這個方法和 NSOperation 的 cancle 方法類似，正常取消線程，釋放資源。
GCD
蘋果自己封裝的一套管理現成的 API，分串行隊列和并發隊列，任務派發分異步任務和同步任務，兩者可組合搭配。隊列原則是先進先出，所以不管是串行隊列還是并發隊列都是按順序執行的。串行隊列需要在前一個任務執行完后執行下一個任務而并發隊列可以允許多個任務同時進行，雖然他們開始的時間是一致的，但結束的時間卻不確定。
隊列和派發任務搭配結果:
| 同步派發 | 異步派發 | |
|---|---|---|
| 串行隊列 | 當前線程串行執行，阻塞當前線程 | 新建單個線程串行執行，不阻塞當錢線程 |
| 并發隊列 | 當前線程并發執行，阻塞當前線程 | 新建多個線程并發執行，不阻塞當前線程 |
| 主隊列（串行隊列） | 主線程串行執行，阻塞當前線程 | 主線程串行執行，不阻塞當前線程 |
這里要說一點，就是串行隊列搭配同步派發任務后，在添加任務后，該任務被添加在隊列的末尾，要執行這個任務就得前面任務等待執行完，而剛派發的這個同步任務要阻塞線程直到自己執行完，然后造成死鎖。
全局并發隊列
dispatch_queue_t
dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags);
全局串行主隊列
dispatch_queue_t
dispatch_get_main_queue(void)
{
return DISPATCH_GLOBAL_OBJECT(dispatch_queue_t, _dispatch_main_q);
}
自定義隊列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *_Nullable label, dispatch_queue_attr_t _Nullable attr);
label 隊列標簽，以便調試時標注，一般為反dns，attr 設置不同，可以創建串行隊列或者并發隊列。下面分別對應不同參數
- DISPATCH_QUEUE_SERIAL：創建的隊列為串行隊列；
- DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：創建的隊列為并發隊列。
異步派發任務
void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
同步派發任務
void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, DISPATCH_NOESCAPE dispatch_block_t block);
NSOperation、NSOperationQueue
NSOperation 也是一個任務面向對象的封裝，不過他是一個抽象類，在使用它的使用應該是用他的子類 NSBlockOperation 和 NSInvocationOperation ，這兩個類分別以 Blok 和 Invocation 方式來管理任務。然后搭配 NSOperationQueue 面向對象隊列的封裝來使用，更好管理多線程。
NSBlockOperation
NSBlockOperation 通過 Block 來管理任務，可以使用 init 創建，然后通過 addExecutionBlock 來添加多個任務，也可以使用 blockOperationWithBlock 創建且添加任務，然后調用 start 開始執行。
+ (instancetype)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
NSInvocationOperation
NSInvocationOperation 通過 Invocation 管理任務，通過 taeget ，selector 形式創建, 然后 start 開始執行。
- (nullable instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(nullable id)arg;
NSOperationQueue
NSOperationQueue 隊列的面向對象封裝，可以和 NSOperation 子類更好的管理線程。
默認的最大并發數，由當前系統決定
static const NSInteger NSOperationQueueDefaultMaxConcurrentOperationCount = -1;
添加隊列管理，參數 wait 為布爾類型，YES 時同步執行，阻塞當前線程，NO 時異步執行，不阻塞當前線程。
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperations:(NSArray<NSOperation *> *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait API_AVAILABLE(macos(10.6), ios(4.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macos(10.6), ios(4.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
獲取并發隊列數，1 時代表此時隊列為串行隊列
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;
getter 方法為獲取隊列狀態，setter 方法為設置隊列狀態（暫停 or 恢復）
@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;
取消所有隊列
- (void)cancelAllOperations;
阻塞當前線程直到所有任務完成，同步執行
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;
獲取主隊列、當前隊列
@property (class, readonly, strong, nullable) NSOperationQueue *currentQueue API_AVAILABLE(macos(10.6), ios(4.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (class, readonly, strong) NSOperationQueue *mainQueue API_AVAILABLE(macos(10.6), ios(4.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
