? 前言：這可能是史上最全面的一篇iOS 多線程博客了（王婆賣瓜一番??），從多線程的基本概念，進(jìn)程的概念，引出iOS中的四種多線程方案pthread、NSThread、NSOperation和GCD，每一部分都有詳細(xì)的代碼和解釋說明；在GCD中，引出同步、異步、串行隊(duì)列（包括主隊(duì)列）和并發(fā)隊(duì)列概念，并對(duì)他們的六種組合進(jìn)行詳細(xì)的代碼驗(yàn)證和說明，把這些概念安排的明明白白，然后詳細(xì)的說明了GCD常見的其他用法；最后，對(duì)iOS中線程安全的方案進(jìn)行全方面的介紹說明并且配上示例代碼。好了，小編累的吐血去了...

一、多線程概念

1、多線程概念：

? 一個(gè)進(jìn)程中可以開啟多條線程，每條線程可以并行執(zhí)行不同的任務(wù)。多線程可以充分的利用多個(gè)CPU同時(shí)處理任務(wù)，提高程序的執(zhí)行效率。

2、進(jìn)程概念：

? 進(jìn)程是指在系統(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。而線程是應(yīng)用程序中一條任務(wù)的執(zhí)行路徑。

3、進(jìn)程和線程的關(guān)系：

? 1）一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程；

? 2）一個(gè)進(jìn)程中的所有任務(wù)都是在線程中執(zhí)行；

4、iOS多線程實(shí)現(xiàn)方案：

? 1）pthread：純C語言API，是一套通用的多線程API，適用于Linux、Unix、Windows等系統(tǒng)，線程生命周期由程序員管理。在iOS實(shí)際開發(fā)中，使用較少。

? 2）NSThread：使用更加面向?qū)ο螅⒖芍苯硬僮骶€程對(duì)象，線程生命周期由程序員管理，項(xiàng)目開發(fā)中使用較多；

? 3）NSOperation：基于GCD，使用更加面向?qū)ο螅€程生命周期系統(tǒng)自動(dòng)管理，使用較多；

? 4）GCD：一套改進(jìn)的C語言多線程API，能充分利用設(shè)備的多核優(yōu)勢(shì)，線程生命周期系統(tǒng)自動(dòng)管理，使用最多；

二、pThread

? 純C語言API，使用較為麻煩。

#import <pthread/pthread.h>

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self pthread];
}

//開啟新的線程執(zhí)行run方法
- (void)pthread {
    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
}

void * run(void *param){
    NSLog(@"Thread = %@", [NSThread currentThread]);
    return NULL;
}

三、NSThread

1、NSThread的創(chuàng)建

? 一個(gè)NSThread對(duì)象就代表一個(gè)線程，有三種方式創(chuàng)建：

? 1）創(chuàng)建線程后需要start啟動(dòng)線程；

? 2）創(chuàng)建線程后自動(dòng)啟動(dòng)線程；

? 3）隱式創(chuàng)建并啟動(dòng)線程；

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    /*
     創(chuàng)建線程，線程對(duì)象(局部變量)系統(tǒng)會(huì)自己加持，在任務(wù)執(zhí)行完之前不會(huì)被銷毀
     當(dāng)線程任務(wù)執(zhí)行完畢，線程自動(dòng)銷毀
     */
    // 1、使用start啟動(dòng)線程
    NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"thread1"];
    thread1.name = @"thread1";
    [thread1 start];
    
    // 2、自動(dòng)啟動(dòng)線程
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"thread2"];
    
    // 3、隱式啟動(dòng)線程
    [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"thread3"];
}

- (void)run:(NSString *)threadStr {
    if ([threadStr isEqualToString:@"thread1"]) {
        NSLog(@"thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    } else if ([threadStr isEqualToString:@"thread2"]) {
        NSLog(@"thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    } else if ([threadStr isEqualToString:@"thread3"]) {
        NSLog(@"thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }
}

運(yùn)行程序，打印結(jié)果：

thread1 = <NSThread: 0x60000081e180>{number = 6, name = thread1}
thread2 = <NSThread: 0x60000081e140>{number = 7, name = (null)}
thread3 = <NSThread: 0x60000081e040>{number = 8, name = (null)}

2、NSThread常用用法

//獲得當(dāng)前線程
NSThread *current = [NSThread currentThread];

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

//線程的名字,適用于第一種方式創(chuàng)建的線程(創(chuàng)建的時(shí)候返回NSThread的對(duì)象)
- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;

3、NSThread的線程通信

? 在開發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)在子線程進(jìn)行耗時(shí)操作，操作結(jié)束后再回到主線程去刷新 UI。這就涉及到了子線程和主線程之間的通信，常用兩個(gè)API如下：

/**
    回到主線程執(zhí)行任務(wù)，RunLoop模式默認(rèn)是kCFRunLoopCommonModes
@param aSelector：選擇器(方法)
@param arg：傳遞的參數(shù)
@param wait：是否等待任務(wù)執(zhí)行完畢
*/
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

/**
    在指定線程中執(zhí)行任務(wù)，RunLoop模式默認(rèn)是kCFRunLoopCommonModes
@param aSelector：選擇器(方法)
@param thr：指定的線程
@param arg：傳遞的參數(shù)
@param wait：是否等待任務(wù)執(zhí)行完畢
*/
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

模擬子線程下載，主線程刷新UI代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 創(chuàng)建新線程
    NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(runTestThread) object:nil];
    [thread start];
    // 注意：這里waitUntilDone只能是NO，不然程序閃退
    [self performSelector:@selector(runTestThread) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

// 子線程，執(zhí)行耗時(shí)操作
- (void)runTestThread {
    NSLog(@"runTestThread = %@", [NSThread currentThread]);
    sleep(3);
    // waitUntilDone如果是YES，那么會(huì)阻塞當(dāng)前線程，waitUntilDone會(huì)最后打印
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(runMainThread) withObject:nil waitUntilDone:NO];
    NSLog(@"waitUntilDone...");
}

// 主線程，刷新UI
- (void)runMainThread {
    NSLog(@"runMainThread = %@", [NSThread currentThread]);
}

程序運(yùn)行打印結(jié)果：

runTestThread = <NSThread: 0x600001fccc40>{number = 6, name = (null)}
waitUntilDone... // waitUntilDone如果是YES，那么會(huì)阻塞當(dāng)前線程，waitUntilDone會(huì)最后打印
runMainThread = <NSThread: 0x600001fa2180>{number = 1, name = main}

四、NSOperation

? NSOperation和NSOperationQueue是對(duì)GCD的一層封裝，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NSInvocationOperation和NSBlockOperation。

1、NSInvocationOperation

? NSInvocationOperation代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    /**
     默認(rèn)情況下，調(diào)用了start方法后并不會(huì)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(huì)異步執(zhí)行操作
     */
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [op start];
}

- (void)run {
    NSLog(@"mainThread = %@", [NSThread currentThread]);
}

運(yùn)行結(jié)果：

// 說明還是當(dāng)前的線程，并沒有開啟新線程
mainThread = <NSThread: 0x6000036ed600>{number = 1, name = main}    

2、NSBlockOperation

? NSBlockOperation代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 通過一個(gè)block創(chuàng)建NSBlockOperation實(shí)例
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        /**
         如果NSBlockOperation沒有再添加block，即只有一個(gè)操作數(shù)，那么這里肯定是主線程
         如果NSBlockOperation封裝的操作數(shù) > 1，就會(huì)異步執(zhí)行操作，那么實(shí)際測(cè)試，這里不一定是主線程
         */
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    [op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    [op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    // 開始
    [op start];
}

運(yùn)行結(jié)果：Thread1、Thread2和Thread3當(dāng)中肯定會(huì)有一個(gè)是主線程。

Thread1 = <NSThread: 0x600002e32f40>{number = 4, name = (null)} //不一定是主線程
Thread2 = <NSThread: 0x600002e39380>{number = 6, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x600002e64680>{number = 1, name = main}

3、NSOperationQueue

? 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，如果將NSOperation添加到NSOperationQueue（操作隊(duì)列）中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)異步執(zhí)行操作。

? 1）NSInvocationOperation與NSOperationQueue組合：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 1、創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2、創(chuàng)建NSInvocationOperation
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run2) object:nil];
    
    // 3、添加任務(wù)到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
}

- (void)run1 {
    NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
}

- (void)run2 {
    NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
}

運(yùn)行結(jié)果：Thread1和Thread2都是在子線程，而不是在主線程，是異步的。

Thread1 = <NSThread: 0x60000111e440>{number = 5, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x600001115840>{number = 6, name = (null)}

? 2）NSBlockOperation與NSOperationQueue組合：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 1、創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2、創(chuàng)建NSBlockOperation
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op1 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread4 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    // 3、添加任務(wù)到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

運(yùn)行結(jié)果：Thread1、Thread2、Thread3、Thread4都是子線程，所以添加到隊(duì)列之后，是異步的。

Thread4 = <NSThread: 0x6000020d9c80>{number = 6, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x6000020a3140>{number = 5, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x6000020dcec0>{number = 7, name = (null)}
Thread1 = <NSThread: 0x6000020bc740>{number = 4, name = (null)}

4、控制NSOperationQueue是串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列

? 可以通過設(shè)置maxConcurrentOperationCount的值來選擇串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    /**
     maxCount等于-1：默認(rèn)值，也就是不限制最大并發(fā)數(shù)，添加的operation都是異步的
     maxCount等于0：不執(zhí)行operation
     maxCount等于1：在子線程同步執(zhí)行operation，也就是串行隊(duì)列
     maxCount大于1：在指定數(shù)量的線程內(nèi)異步處理operation
     maxCount為負(fù)數(shù)，且不等于-1：程序拋出異常，count cannot be negative
     */
    queue.maxConcurrentOperationCount = -1;
    
    // 添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
        // 切換到主線程
        NSOperationQueue *main = [NSOperationQueue mainQueue];
        [main addOperationWithBlock:^{
            NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
        }];
    }];
    
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
}

運(yùn)行結(jié)果：

Thread1 = <NSThread: 0x600002d93440>{number = 4, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x600002dd1fc0>{number = 6, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x600002d86200>{number = 1, name = main}

5、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，代碼如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [op2 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    }];
    
    /**
     1、[op1 addDependency:op2]：op1依賴于op2執(zhí)行完成
     2、如果同時(shí)設(shè)置op1依賴于op2，op2依賴于op1，會(huì)造成死鎖，不會(huì)執(zhí)行任務(wù)了
     3、任務(wù)可以跨隊(duì)列依賴，在不同隊(duì)列里面的任務(wù)也可以相互依賴
     */
    [op1 addDependency:op2];
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

運(yùn)行結(jié)果：先執(zhí)行op2（Thread2、Thread3），后執(zhí)行op1（Thread1）。

Thread3 = <NSThread: 0x600002cb8ac0>{number = 7, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x600002cbcc00>{number = 6, name = (null)}
Thread1 = <NSThread: 0x600002cbcc00>{number = 6, name = (null)}

五、GCD

? Grand Central Dispatch (GCD)是Apple開發(fā)的一個(gè)多核編程的較新的解決方法，它主要用于優(yōu)化應(yīng)用程序以支持多核處理器以及其他對(duì)稱多處理系統(tǒng)，它是一個(gè)在線程池模式的基礎(chǔ)上執(zhí)行的并行任務(wù)，GCD是一個(gè)替代諸如NSThread等技術(shù)的很高效和強(qiáng)大的技術(shù)。

? GCD 會(huì)自動(dòng)利用更多的 CPU 內(nèi)核（比如雙核、四核），GCD 會(huì)自動(dòng)管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程），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。

? GCD兩個(gè)核心概念，任務(wù)和隊(duì)列，任務(wù)包括（同步執(zhí)行任務(wù)、異步執(zhí)行任務(wù)），隊(duì)列包括（串行隊(duì)列、并發(fā)隊(duì)列），隊(duì)列采用 FIFO（First In First Out）的原則，即先進(jìn)先出原則。

1、同步執(zhí)行、異步執(zhí)行

? 同步執(zhí)行與異步執(zhí)行的區(qū)別：是否等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束，以及是否具備開啟新線程的能力。

? 1）同步執(zhí)行（sync）：同步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中，在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前，會(huì)一直等待，直到隊(duì)列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行。只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力。

? 2）異步執(zhí)行（async）：異步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中，它不會(huì)做任何等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力。

? 注意：異步執(zhí)行（async）雖然具有開啟新線程的能力，但是并不一定開啟新線程。這跟任務(wù)所指定的隊(duì)列類型有關(guān)。

2、串行隊(duì)列、并發(fā)隊(duì)列

? 串行隊(duì)列和并發(fā)隊(duì)列的區(qū)別：執(zhí)行順序不同，以及開啟線程數(shù)不同。

? 1）串行隊(duì)列（Serial Dispatch Queue）：讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行（最多創(chuàng)建一個(gè)線程）。dispatch_get_main_queue() 主隊(duì)列就是一個(gè)串行隊(duì)列。

? 2）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（可以開啟多個(gè)線程）。dispatch_get_global_queue(0, 0) 全局隊(duì)列就是并發(fā)隊(duì)列。

? 注意：并發(fā)隊(duì)列 的并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）方法下才有效。

3、經(jīng)典各種組合模式

? 本來同步、異步、串行、并發(fā)有四種組合，但是當(dāng)前代碼默認(rèn)放在主隊(duì)列中，全局并發(fā)隊(duì)列可以作為普通并發(fā)隊(duì)列來使用，所以主隊(duì)列很有必要專門來研究一下，所以我們就有六種組合模式了。

? 1）同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列：沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("SerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：線程還是main主線程，沒有開啟新線程，Thread1、Thread2、Thread3按順序執(zhí)行。

Thread1 = <NSThread: 0x600003627900>{number = 1, name = main}
Thread2 = <NSThread: 0x600003627900>{number = 1, name = main}
Thread3 = <NSThread: 0x600003627900>{number = 1, name = main}

? 2）同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列：沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("ConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：線程還是main主線程，沒有開啟新線程，Thread1、Thread2、Thread3按順序執(zhí)行。

Thread1 = <NSThread: 0x6000011ea140>{number = 1, name = main}
Thread2 = <NSThread: 0x6000011ea140>{number = 1, name = main}
Thread3 = <NSThread: 0x6000011ea140>{number = 1, name = main}

? 3）異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列：有開啟新線程（1條），串行執(zhí)行任務(wù)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("SerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：有開啟一條新線程，Thread1、Thread2、Thread3按順序執(zhí)行。

Thread1 = <NSThread: 0x6000006a4340>{number = 6, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x6000006a4340>{number = 6, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x6000006a4340>{number = 6, name = (null)}

? 4）異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列：有開啟新線程（多條），并發(fā)執(zhí)行任務(wù)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("ConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：有開啟多條新線程，Thread1、Thread2、Thread3是并發(fā)執(zhí)行的。

Thread2 = <NSThread: 0x600003c65800>{number = 7, name = (null)}
Thread1 = <NSThread: 0x600003c74840>{number = 6, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x600003c45940>{number = 5, name = (null)}

? 5）同步執(zhí)行+主隊(duì)列：死鎖卡住不執(zhí)行。其實(shí)如果在串行隊(duì)列中嵌套同步使用串行隊(duì)列，也會(huì)發(fā)生死鎖，原理和這個(gè)類似。所以項(xiàng)目中數(shù)據(jù)庫處理FMDataQueue嵌套使用時(shí)，需要注意死鎖問題。

? 如果不是在主線程執(zhí)行同步執(zhí)行+主隊(duì)列呢，那么不會(huì)發(fā)生死鎖（讀者可以自己代碼測(cè)試驗(yàn)證）。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    /**
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("SerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(serialQueue, ^{ //異步串行，創(chuàng)建一條新線程
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
        dispatch_sync(serialQueue, ^{ //嵌套同步串行，發(fā)生死鎖
            NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });
    */
    
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_sync(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：程序死鎖崩潰，原因是默認(rèn)viewDidLoad被添加到主隊(duì)列中（先運(yùn)行完viewDidLoad，后運(yùn)行添加的任務(wù)），然后又同步添加Thread1任務(wù)到主隊(duì)列中（先運(yùn)行Thread1任務(wù)，后運(yùn)行viewDidLoad任務(wù)），造成任務(wù)相互等待卡死，程序死鎖崩潰。

? 6）異步執(zhí)行+主隊(duì)列：沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：線程還是main主線程，沒有開啟新線程，Thread1、Thread2、Thread3按順序執(zhí)行。

Thread1 = <NSThread: 0x6000006ac0c0>{number = 1, name = main}
Thread2 = <NSThread: 0x6000006ac0c0>{number = 1, name = main}
Thread3 = <NSThread: 0x6000006ac0c0>{number = 1, name = main}

4、GCD線程間的通信

? 在項(xiàng)目開發(fā)中，一般耗時(shí)的操作在別的線程處理，然后在主線程刷新UI，GCD線程間的通信如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        sleep(2); //模擬耗時(shí)操作
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：在子線程執(zhí)行耗時(shí)操作，再回到主線程刷新UI。

Thread1 = <NSThread: 0x600002189400>{number = 5, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x6000021dc0c0>{number = 1, name = main}

5、GCD其他的常見用法

? 1）柵欄方法（dispatch_barrier_async）

? 我們有時(shí)需要異步執(zhí)行兩組操作，而且第一組操作執(zhí)行完之后，才能開始執(zhí)行第二組操作，這就需要用到dispatch_barrier_async 方法在兩個(gè)操作組間形成柵欄。NSOperation的 addDependency 也是這個(gè)效果。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 創(chuàng)建并發(fā)隊(duì)列
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("ConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        sleep(1); //模擬耗時(shí)操作
        NSLog(@"Thread1 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread2 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    // 添加?xùn)艡?    dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread3 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread4 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread5 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：先執(zhí)行第一組任務(wù)（Thread1、Thread2），然后再執(zhí)行柵欄的第二組任務(wù)（Thread3、Thread4、Thread5）。

Thread2 = <NSThread: 0x6000012ad780>{number = 4, name = (null)}
Thread1 = <NSThread: 0x60000129c540>{number = 7, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x6000012ad780>{number = 4, name = (null)}
Thread5 = <NSThread: 0x6000012af680>{number = 6, name = (null)}
Thread4 = <NSThread: 0x6000012ad780>{number = 4, name = (null)}

? 2）延時(shí)方法（dispatch_after）

? 項(xiàng)目中我們有時(shí)需要幾秒之后再執(zhí)行某個(gè)方法，那么可以使用GCD的延時(shí)方法，而不用創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器來處理。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0 秒后異步追加任務(wù)代碼到主隊(duì)列，并開始執(zhí)行，如果主線程被阻塞，時(shí)間上不會(huì)非常準(zhǔn)確
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
    sleep(5); //阻塞主線程
    NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
}

運(yùn)行結(jié)果：先執(zhí)行Thread1，5s之后執(zhí)行Thread3，當(dāng)前主隊(duì)列執(zhí)行完畢，然后執(zhí)行dispatch_after添加的任務(wù)Thread2。至于為什么Thread3、Thread2時(shí)間接近，而不是相差2s，因?yàn)閳?zhí)行完Thread1的2s之后，Thread2添加到主隊(duì)列，正在等待主隊(duì)列執(zhí)行完畢。

2019-10-24 10:03:05.638019 Thread1 = <NSThread: 0x6000005be200>{number = 1, name = main}
2019-10-24 10:03:10.639501 Thread3 = <NSThread: 0x6000005be200>{number = 1, name = main}
2019-10-24 10:03:10.658852 Thread2 = <NSThread: 0x6000005be200>{number = 1, name = main}

假如注釋掉 sleep(5)，那么運(yùn)行結(jié)果：主隊(duì)列沒被阻塞，Thread2任務(wù)基本2s之后就會(huì)執(zhí)行。

2019-10-24 10:10:55.653691 Thread1 = <NSThread: 0x600000c44680>{number = 1, name = main}
2019-10-24 10:10:55.653898 Thread3 = <NSThread: 0x600000c44680>{number = 1, name = main}
2019-10-24 10:10:57.654041 Thread2 = <NSThread: 0x600000c44680>{number = 1, name = main}

? 3）執(zhí)行一次（dispatch_once）

? 項(xiàng)目開發(fā)中，我們經(jīng)常使用單例模式，那么就對(duì) dispatch_once 很熟悉，代碼只運(yùn)行一次。并且即使在多線程的環(huán)境下，dispatch_once 也可以保證線程安全。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self executeOnce]; //先執(zhí)行一次
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
        [self executeOnce];
    });
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
        [self executeOnce];
    });
}

- (void)executeOnce {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 只會(huì)執(zhí)行一次
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：Thread3 只被執(zhí)行一次，并且是線程安全的。

Thread3 = <NSThread: 0x600002f21dc0>{number = 1, name = main}
Thread1 = <NSThread: 0x600002f70300>{number = 5, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x600002f6c200>{number = 3, name = (null)}

? 4）快速迭代方法（dispatch_apply）

? 通常我們會(huì)用 for 循環(huán)遍歷，但是 GCD 給我們提供了快速迭代的方法 dispatch_apply。dispatch_apply 按照指定的次數(shù)將指定的任務(wù)追加到指定的隊(duì)列中，并等待全部任務(wù)執(zhí)行結(jié)束。如果是在串行隊(duì)列中使用dispatch_apply，那么就和 for 循環(huán)一樣，按順序同步執(zhí)行，所以實(shí)際使用的時(shí)候一般用并發(fā)隊(duì)列。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0); //全局并發(fā)隊(duì)列
    NSLog(@"dispatch_apply begin");
    dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index) {
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread_%ld = %@", index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"dispatch_apply end");
}

運(yùn)行結(jié)果：先異步執(zhí)行完所有的任務(wù)，最后執(zhí)行dispatch_apply end。

dispatch_apply begin
Thread_0 = <NSThread: 0x6000028dc040>{number = 4, name = (null)}
Thread_2 = <NSThread: 0x6000028f4700>{number = 6, name = (null)}
Thread_1 = <NSThread: 0x6000028cdc40>{number = 5, name = (null)}
Thread_3 = <NSThread: 0x600002880040>{number = 1, name = main}
Thread_4 = <NSThread: 0x6000028dc040>{number = 4, name = (null)}
dispatch_apply end

? 5）隊(duì)列組（dispatch_group）

? 有時(shí)候我們會(huì)有這樣的需求：分別異步執(zhí)行2個(gè)耗時(shí)任務(wù)，然后當(dāng)2個(gè)耗時(shí)任務(wù)都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務(wù)，這時(shí)候我們可以用到 GCD 的隊(duì)列組。項(xiàng)目中常見使用場(chǎng)景有：請(qǐng)求多個(gè)接口數(shù)據(jù)返回后，再統(tǒng)一進(jìn)行刷新；下載完多張圖片后，再統(tǒng)一進(jìn)行合并繪制等。

? 調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_async 先把任務(wù)放到隊(duì)列中，然后將隊(duì)列放入隊(duì)列組中。或者使用隊(duì)列組的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 組合來實(shí)現(xiàn) dispatch_group_async。

? 調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_notify 回到指定線程執(zhí)行任務(wù)。或者使用 dispatch_group_wait 回到當(dāng)前線程繼續(xù)向下執(zhí)行（會(huì)阻塞當(dāng)前線程）。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread1 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread2 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    /**
     通過enter、leave實(shí)現(xiàn)
     dispatch_group_enter：標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)追加到 group，執(zhí)行一次，相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù) +1
     dispatch_group_leave：標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)離開了 group，執(zhí)行一次，相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù) -1
     當(dāng) group 中未執(zhí)行任務(wù)數(shù)為0的時(shí)候，才會(huì)使 dispatch_group_wait 解除阻塞，以及執(zhí)行追加到 dispatch_group_notify 中的任務(wù)
     */
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread3 = %@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    // 通知
    dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
        // 等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后，回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread4 = %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    NSLog(@"dispatch_group_wait 之前??");
    // 設(shè)置DISPATCH_TIME_FOREVER會(huì)一直等待group結(jié)束，會(huì)阻塞當(dāng)前線程，如果設(shè)置為DISPATCH_TIME_NOW就不會(huì)等待
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"group 執(zhí)行完畢");
}

運(yùn)行結(jié)果：先異步執(zhí)行g(shù)roup任務(wù)（Thread1、Thread2、Thread3），group執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行nofity的任務(wù)。

dispatch_group_wait 之前??
Thread2 = <NSThread: 0x600003ab8b00>{number = 6, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x600003abc600>{number = 4, name = (null)}
Thread1 = <NSThread: 0x600003a8c540>{number = 7, name = (null)}
group 執(zhí)行完畢
Thread4 = <NSThread: 0x600003ae2140>{number = 1, name = main}

? 6）信號(hào)量（dispatch_semaphore）

? 項(xiàng)目開發(fā)中，有時(shí)候有這樣的需求：異步執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)，并使用異步執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行一些額外的操作。比如說：AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的 tasksForKeyPath: 方法。通過引入信號(hào)量的方式，等待異步執(zhí)行任務(wù)結(jié)果，獲取到 tasks，然后再返回該 tasks。

? GCD 中的信號(hào)量是指 Dispatch Semaphore，是持有計(jì)數(shù)的信號(hào)。在 Dispatch Semaphore 中，使用計(jì)數(shù)來完成這個(gè)功能，計(jì)數(shù)小于 0 時(shí)等待，不可通過。計(jì)數(shù)為 0 或大于 0 時(shí)，不等待，可通過。信號(hào)量主要用于：

? a、保持線程同步，將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)；

? b、保證線程安全，為線程加鎖；

// AFNetworking 部分源碼
- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {
    __block NSArray *tasks = nil;
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
        if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {
            tasks = dataTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {
            tasks = uploadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {
            tasks = downloadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {
            tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];
        }

        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }];

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    return tasks;
}

我們自己用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)線程同步：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    NSLog(@"dispatch_semaphore begin");
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    /**
     創(chuàng)建信號(hào)量
     小于0：程序閃退
     等于0：正常使用，會(huì)同步執(zhí)行代碼
     大于0：不會(huì)同步執(zhí)行
     */
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
    /**
     dispatch_semaphore_signal：發(fā)送一個(gè)信號(hào)，讓信號(hào)總量加 1
     dispatch_semaphore_wait：可以使總信號(hào)量減 1，信號(hào)總量小于 0 時(shí)就會(huì)一直等待（阻塞所在線程），否則就可以正常執(zhí)行。
     */
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
        dispatch_semaphore_signal(semaphore); //信號(hào)量 +1
    });
    
    NSLog(@"dispatch_semaphore_wait 之前??");
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); //信號(hào)量 -1
    NSLog(@"dispatch_semaphore end");
}

運(yùn)行結(jié)果：semaphore初始創(chuàng)建時(shí)計(jì)數(shù)為 0，異步將Thread1任務(wù)添加到全局并發(fā)隊(duì)列，不做等待，接著執(zhí)行 dispatch_semaphore_wait 方法，semaphore 減 1，此時(shí) semaphore == -1，當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)。

? 然后，異步任務(wù) 1 開始執(zhí)行。任務(wù) 1 執(zhí)行到 dispatch_semaphore_signal 之后，總信號(hào)量加 1，此時(shí) semaphore == 0，正在被阻塞的線程（主線程）恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行，最后打印end。

dispatch_semaphore begin
dispatch_semaphore_wait 之前??
Thread1 = <NSThread: 0x6000021588c0>{number = 4, name = (null)}
dispatch_semaphore end

我們自己用信號(hào)量實(shí)現(xiàn) semaphore 加鎖：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.ticketCount = 10;
    /**
    注意：這里參數(shù)是1
            信號(hào)量的初始值，可以用來控制線程并發(fā)訪問的最大數(shù)量
            信號(hào)量的初始值為1，代表同時(shí)只允許1條線程訪問資源，保證線程同步
    */
    self.semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1); //
    
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(globalQueue, ^{ //第一條線程
        [self sellTickets];
    });
    dispatch_async(globalQueue, ^{ //第二條線程
        [self sellTickets];
    });
    dispatch_async(globalQueue, ^{ //第三條線程
        [self sellTickets];
    });
}

- (void)sellTickets {
    while (1) { //一直運(yùn)行，直到break退出
        // 等待信號(hào)量，類似于加鎖，此時(shí)信號(hào)量減一，如果信號(hào)量減到小于0，那么就等待一個(gè)新的信號(hào)量發(fā)送
        dispatch_semaphore_wait(self.semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);

        if (self.ticketCount > 0) {  //如果還有票，繼續(xù)售賣
            self.ticketCount --;
            NSLog(@"剩余票數(shù) = %ld, 線程 = %@", self.ticketCount, [NSThread currentThread]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2]; //模擬耗時(shí)操作
        } else { //如果已賣完，關(guān)閉售票窗口
            NSLog(@"火車票售完");
            // 發(fā)送一個(gè)信號(hào)量，類似于解鎖
            dispatch_semaphore_signal(self.semaphoreLock);
            break;
        }
        // 發(fā)送一個(gè)信號(hào)量，類似于解鎖
        dispatch_semaphore_signal(self.semaphoreLock);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：ticketCount 按照順序依次遞減1，“火車票售完”打印三次是因?yàn)橛腥龡l線程運(yùn)行。

? 分析過程：首先三條線程都并發(fā)執(zhí)行sellTickets方法，最快的一條線程首先執(zhí)行dispatch_semaphore_wait，信號(hào)量減一，此時(shí)信號(hào)量為0，該條線程繼續(xù)執(zhí)行wait之后的代碼，而其他較慢的兩條線程進(jìn)行等待新的信號(hào)量出現(xiàn)，較快的一條線程賣票之后，發(fā)送一個(gè)信號(hào)量，那么較慢的兩條線程其中的一條執(zhí)行wait之后的代碼，如此循環(huán)，保證一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只有一條線程進(jìn)行賣票，從而保證線程安全。

剩余票數(shù) = 9, 線程 = <NSThread: 0x600003e0e840>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 8, 線程 = <NSThread: 0x600003e6da40>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 7, 線程 = <NSThread: 0x600003e6d740>{number = 5, name = (null)}
剩余票數(shù) = 6, 線程 = <NSThread: 0x600003e0e840>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 5, 線程 = <NSThread: 0x600003e6da40>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 4, 線程 = <NSThread: 0x600003e6d740>{number = 5, name = (null)}
剩余票數(shù) = 3, 線程 = <NSThread: 0x600003e0e840>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 2, 線程 = <NSThread: 0x600003e6da40>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 1, 線程 = <NSThread: 0x600003e6d740>{number = 5, name = (null)}
剩余票數(shù) = 0, 線程 = <NSThread: 0x600003e0e840>{number = 6, name = (null)}
火車票售完
火車票售完
火車票售完

如果把信號(hào)量的代碼注釋，運(yùn)行結(jié)果：剩余票數(shù)順序明顯不對(duì)，數(shù)據(jù)錯(cuò)亂。

剩余票數(shù) = 8, 線程 = <NSThread: 0x6000004de5c0>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 7, 線程 = <NSThread: 0x6000004dc040>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 9, 線程 = <NSThread: 0x6000004f0640>{number = 7, name = (null)}
剩余票數(shù) = 6, 線程 = <NSThread: 0x6000004dc040>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 6, 線程 = <NSThread: 0x6000004de5c0>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 5, 線程 = <NSThread: 0x6000004f0640>{number = 7, name = (null)}
剩余票數(shù) = 4, 線程 = <NSThread: 0x6000004f0640>{number = 7, name = (null)}
剩余票數(shù) = 4, 線程 = <NSThread: 0x6000004dc040>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 4, 線程 = <NSThread: 0x6000004de5c0>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 3, 線程 = <NSThread: 0x6000004f0640>{number = 7, name = (null)}
剩余票數(shù) = 3, 線程 = <NSThread: 0x6000004dc040>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 3, 線程 = <NSThread: 0x6000004de5c0>{number = 6, name = (null)}
剩余票數(shù) = 2, 線程 = <NSThread: 0x6000004dc040>{number = 4, name = (null)}
剩余票數(shù) = 1, 線程 = <NSThread: 0x6000004f0640>{number = 7, name = (null)}
剩余票數(shù) = 0, 線程 = <NSThread: 0x6000004de5c0>{number = 6, name = (null)}
火車票售完
火車票售完
火車票售完

六、線程安全

? 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。線程安全問題：一般使用線程同步技術(shù)，同步技術(shù)有加鎖、串行隊(duì)列、信號(hào)量等。

? 串行隊(duì)列，上文已經(jīng)有介紹，比如項(xiàng)目中FMDBQueue，就是在串行隊(duì)列中同步操作數(shù)據(jù)庫，從而保證線程安全。

? 信號(hào)量，上文已經(jīng)有介紹，其實(shí)類似于互斥鎖。

? 下面主要講iOS中常見的鎖：

? 從大的方向講有兩種鎖：自旋鎖、互斥鎖。

? 自旋鎖：線程反復(fù)檢查鎖變量是否可用，是一種忙等狀態(tài)，自旋鎖避免了進(jìn)程上下文的調(diào)度開銷，因此對(duì)于線程只會(huì)阻塞很短時(shí)間的場(chǎng)合是有效的。自旋鎖的性能高于互斥鎖，因?yàn)轫憫?yīng)速度快，但是可能發(fā)生優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題（如果等待鎖的線程優(yōu)先級(jí)較高，它會(huì)一直占用著CPU資源，優(yōu)先級(jí)低的線程就無法釋放鎖）。常見的自旋鎖包括：OSSpinLock、atomic等。

? 互斥鎖：如果共享數(shù)據(jù)已經(jīng)有其他線程加鎖了，線程會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)等待鎖，因此適用于線程阻塞時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)合。常見的互斥鎖包括：os_unfair_lock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、@synchronized，其中pthread_mutex又衍生出NSLock、NSCondition、NSConditionLock、NSRecursiveLock，更加面向?qū)ο蟮逆i。

至于鎖的性能參考這個(gè)博客傳送門，我只把測(cè)試結(jié)果放出來。

各種鎖的性能測(cè)試結(jié)果

1、OSSpinLock

? 自旋鎖OSSpinLock，已經(jīng)在iOS10被蘋果棄用，因?yàn)樗嬖?strong>優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的問題。

#import <libkern/OSAtomic.h>

OSSpinLock lock = OS_SPINLOCK_INIT; //創(chuàng)建鎖
OSSpinLockTry(&lock); //嘗試加鎖，加鎖失敗返回NO，成功返回YES
OSSpinLockLock(&lock); //加鎖
// [self sellTickets]; 
OSSpinLockUnlock(&lock); //解鎖

2、os_unfair_lock

? 這是蘋果iOS10之后推出的新的取代OSSpinLock的鎖。雖然是替代OSSpinLock的，但os_unfair_lock并不是自旋鎖，而是互斥鎖。

#import <os/lock.h>

os_unfair_lock lock = OS_UNFAIR_LOCK_INIT; //創(chuàng)建鎖
os_unfair_lock_trylock(&lock); //嘗試加鎖，加鎖失敗返回NO，成功返回YES
os_unfair_lock_lock(&lock); //加鎖
// [self sellTickets];
os_unfair_lock_unlock(&lock); //解鎖

3、dispatch_semaphore

? 雖然上面有示例代碼，但是這里也還是把思路寫出來進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)。

dispatch_semaphore_t lock =  dispatch_semaphore_create(1); //創(chuàng)建鎖
dispatch_semaphore_wait(lock, DISPATCH_TIME_FOREVER); //加鎖
// [self sellTickets];
dispatch_semaphore_signal(lock); //解鎖

4、pthread_mutex

? pthread_mutex是c底層的線程鎖，關(guān)于pthread的各種同步機(jī)制，感興趣的可以看看這篇文章pthread的各種同步機(jī)制，可謂講的相當(dāng)全面了。

pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; //創(chuàng)建鎖
pthread_mutex_trylock(&lock); //嘗試加鎖，加鎖失敗返回NO，成功返回YES
pthread_mutex_lock(&lock); //加鎖
// [self sellTickets];
pthread_mutex_unlock(&lock); //解鎖

在YYKit的YYMemoryCache中，截取部分相關(guān)代碼供大家參考。

pthread_mutex_t _lock; //聲明
pthread_mutex_init(&_lock, NULL); //初始化

pthread_mutex_lock(&_lock); //加鎖
NSUInteger count = _lru->_totalCount;
pthread_mutex_unlock(&_lock); //解鎖

pthread_mutex_destroy(&_lock); //銷毀鎖

5、NSLock、NSCondition、NSConditionLock、NSRecursiveLock

? 以上四種鎖全部是基于pthread_mutex封裝的面向?qū)ο蟮逆i。這幾種鎖都遵守NSLocking協(xié)議，此協(xié)議中提供了加鎖 lock 和解鎖 unlock 方法。

? 1）NSLock

? 比pthread_mutex更加面向?qū)ο螅褂靡埠芎?jiǎn)單。

NSLock *lock = [NSLock new]; //創(chuàng)建鎖
[lock tryLock]; //嘗試加鎖，加鎖失敗返回NO，成功返回YES
[lock lock]; //加鎖
// [self sellTickets];
[lock unlock]; //解鎖

在AFNetworking里的AFURLSessionManager.m文件里，截取一部分NSLock的用法供參考。

@property (readwrite, nonatomic, strong) NSLock *lock;

self.lock = [[NSLock alloc] init];
self.lock.name = AFURLSessionManagerLockName;

[self.lock lock];
delegate = self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier[@(task.taskIdentifier)];
[self.lock unlock];

2）NSCondition

條件鎖，它的使用和dispatch_semaphore有異曲同工之妙，API有wait和signal。

- (void)wait;   // 線程等待
- (BOOL)waitUntilDate:(NSDate *)limit;  // 設(shè)置線程等待時(shí)間，過了這個(gè)時(shí)間就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行后面的代碼
- (void)signal; // 喚醒一個(gè)設(shè)置為wait等待的線程
- (void)broadcast;  // 喚醒所有設(shè)置為wait等待的線程

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 比如刪除數(shù)組中的所有元素，等數(shù)組有元素時(shí)再去刪除
    NSCondition *lock = [[NSCondition alloc] init];
    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ //線程1
        [lock lock];
        while (!array.count) {
            [lock wait]; //等待
        }
        [array removeAllObjects];
        NSLog(@"array removeAllObjects");
        [lock unlock];
    });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ //線程2
        sleep(1); //以保證讓線程2的代碼后執(zhí)行
        [array addObject:@"Hello world!"];
        NSLog(@"array addObject:Hello world!");
        [lock signal]; //發(fā)送信號(hào)
    });
}

3）NSConditionLock

條件鎖，可以設(shè)置更多的條件。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 初始化NSConditionLock，并且condition設(shè)置為0
    NSConditionLock *lock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:0];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        if([lock tryLockWhenCondition:0]){ //當(dāng)condition為0時(shí)，嘗試加鎖
            NSLog(@"Thread1 = %@", [NSThread currentThread]);
            [lock unlockWithCondition:1]; //解鎖，并且設(shè)置condition為1
        }else{
            NSLog(@"失敗");
        }
    });
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [lock lockWhenCondition:3];
        NSLog(@"Thread2 = %@", [NSThread currentThread]);
        [lock unlockWithCondition:2];
    });
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [lock lockWhenCondition:1];
        NSLog(@"Thread3 = %@", [NSThread currentThread]);
        [lock unlockWithCondition:3];
    });
}

運(yùn)行結(jié)果：condition初始化是0，所以先加鎖執(zhí)行Thread1，然后解鎖并且設(shè)置condition為1；接著當(dāng)condition為1時(shí)，先加鎖執(zhí)行Thread3，然后解鎖并且設(shè)置condition為3；最后類似的，執(zhí)行Thread2。

根據(jù)NSConditionLock的這種特性，可以用來做多線程任務(wù)之間的依賴。

Thread1 = <NSThread: 0x60000328c640>{number = 7, name = (null)}
Thread3 = <NSThread: 0x6000032b62c0>{number = 4, name = (null)}
Thread2 = <NSThread: 0x6000032b65c0>{number = 5, name = (null)}

? 4）NSRecursiveLock

? 遞歸鎖，遞歸鎖有一個(gè)特點(diǎn)，就是同一個(gè)線程可以加鎖N次而不會(huì)引發(fā)死鎖。

NSRecursiveLock *lock = [NSRecursiveLock new];
[lock tryLock];
[lock lock];
// [self sellTickets];
[lock unlock];

當(dāng)然嘍，pthread_mutex鎖也支持遞歸，只需要設(shè)置PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE即可。

pthread_mutex_t lock;
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr); //初始化attr
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE); //綁定遞歸type
pthread_mutex_init(&lock, &attr); //初始化遞歸鎖
pthread_mutexattr_destroy(&attr); //銷毀attr

pthread_mutex_lock(&lock); //加鎖
// [self sellTickets];
pthread_mutex_unlock(&lock); //解鎖
pthread_mutex_destroy(&lock); //結(jié)束時(shí)銷毀鎖

6、pthread_rwlock

? 讀寫鎖，經(jīng)常用于文件等數(shù)據(jù)的讀寫操作，可以保證讀寫的正確性。如果需要實(shí)現(xiàn)“多讀單寫”功能，也可以用GCD的柵欄方法。

pthread_rwlock_t rwlock = PTHREAD_RWLOCK_INITIALIZER; //創(chuàng)建讀寫鎖
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //讀鎖
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); //寫鎖
pthread_rwlock_unlock(&rwlock); //解鎖

7、@synchronized

? @synchronized，雖然在所有鎖里面性能最差，但是代碼最簡(jiǎn)單，所以項(xiàng)目實(shí)際使用很常見。

@synchronized (self) {
    // [self sellTickets];
}

總結(jié)一下：

? 1）大部分鎖都是先創(chuàng)建鎖，然后加鎖、解鎖等流程；

? 2）如果對(duì)性能有要求，優(yōu)先使用dispatch_semaphore或者pthread_mutex，如果對(duì)性能無要求，一般使用最簡(jiǎn)單的@synchronized即可。