iOS-多線程詳解

歡迎大家指出文章中需要改正或者需要補充的地方，我會及時更新，非常感謝。

一. 多線程基礎

1. 進程

進程是指在系統中正在運行的一個應用程序
每個進程之間是獨立的，每個進程均運行在其專用且受保護的內存空間內

2.線程

1個進程要想執行任務，必須得有線程（每1個進程至少要有1條線程，稱為主線程）
一個進程（程序）的所有任務都在線程中執行

3. 進程和線程的比較

1.線程是CPU調用(執行任務)的最小單位。
2.進程是CPU分配資源的最小單位。
3.一個進程中至少要有一個線程。
4.同一個進程內的線程共享進程的資源。

4. 線程的串行

1個線程中任務的執行是串行的
如果要在1個線程中執行多個任務，那么只能一個一個地按順序執行這些任務
也就是說，在同一時間內，1個線程只能執行1個任務

5. 多線程

1個進程中可以開啟多條線程，每條線程可以并行（同時）執行不同的任務
多線程技術可以提高程序的執行效率

6. 多線程原理

同一時間，CPU只能處理1條線程，只有1條線程在工作（執行），多線程并發（同時）執行，其實是CPU快速地在多條線程之間調度（切換），如果CPU調度線程的時間足夠快，就造成了多線程并發執行的假象。
那么如果線程非常非常多，會發生什么情況？
CPU會在N多線程之間調度，CPU會累死，消耗大量的CPU資源，同時每條線程被調度執行的頻次也會會降低（線程的執行效率降低）。
因此我們一般只開3-5條線程。

7. 多線程優缺點

多線程的優點
能適當提高程序的執行效率
能適當提高資源利用率（CPU、內存利用率）
多線程的缺點
創建線程是有開銷的，iOS下主要成本包括：內核數據結構（大約1KB）、棧空間（子線程512KB、主線程1MB，也可以使用-setStackSize:設置，但必須是4K的倍數，而且最小是16K），創建線程大約需要90毫秒的創建時間
如果開啟大量的線程，會降低程序的性能，線程越多，CPU在調度線程上的開銷就越大。
程序設計更加復雜：比如線程之間的通信、多線程的數據共享等問題。

8. 多線程的應用

主線程的主要作用
顯示\刷新UI界面
處理UI事件（比如點擊事件、滾動事件、拖拽事件等）
主線程的使用注意
別將比較耗時的操作放到主線程中
耗時操作會卡住主線程，嚴重影響UI的流暢度，給用戶一種“卡”的壞體驗
將耗時操作放在子線程中執行，提高程序的執行效率

二. 多線程實現方案

多線程實現的四種方案

1. pthread的簡單使用（了解）

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //創建線程
    pthread_t thread;
    /*
     第一個參數pthread_t *restrict:線程對象
     第二個參數const pthread_attr_t *restrict:線程屬性
     第三個參數void *(*)(void *) :指向函數的指針
     第四個參數void *restrict:函數的參數
     */
    pthread_create(&thread, NULL,run ,NULL);
}

//void *(*)(void *)
void *run(void *param)
{
    for (NSInteger i =0 ; i<10000; i++) {
        NSLog(@"%zd--%@-",i,[NSThread currentThread]);
    }
    return NULL;
}

2. NSThread的使用

2.1 創建線程

// 方法一：創建線程，需要自己開啟線程
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 開啟線程
[thread start];

// 方法二：創建線程后自動啟動線程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

// 方法三：隱式創建并啟動線程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

后面兩種方法都不用我們開啟線程，相對方便快捷，但是沒有辦法拿到子線程對象，沒有辦法對子線程進行更詳細的設置，例如線程名字和優先級等。

2.2 NSThread的屬性

 // 獲取當前線程
 + (NSThread *)currentThread;
 // 創建啟動線程
 + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(id)argument;
 // 判斷是否是多線程
 + (BOOL)isMultiThreaded;
 // 線程休眠 NSDate 休眠到什么時候
 + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
 // 線程休眠時間
 + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
 // 結束/退出當前線程
 + (void)exit;
 // 獲取當前線程優先級
 + (double)threadPriority;
 // 設置線程優先級 默認為0.5 取值范圍為0.0 - 1.0 
 // 1.0優先級最高
 // 設置優先級
 + (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
 // 獲取指定線程的優先級
 - (double)threadPriority NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
 - (void)setThreadPriority:(double)p NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
 
 // 設置線程的名字
 - (void)setName:(NSString *)n NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 - (NSString *)name NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

 // 判斷指定的線程是否是 主線程
 - (BOOL)isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 判斷當前線程是否是主線程
 + (BOOL)isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0); // reports whether current thread is main
 // 獲取主線程
 + (NSThread *)mainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 
 - (id)init NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);    // designated initializer
 // 創建線程
 - (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 指定線程是否在執行
 - (BOOL)isExecuting NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 線程是否完成
 - (BOOL)isFinished NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 線程是否被取消 (是否給當前線程發過取消信號)
 - (BOOL)isCancelled NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 發送線程取消信號的 最終線程是否結束 由 線程本身決定
 - (void)cancel NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 啟動線程
 - (void)start NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 
 // 線程主函數  在線程中執行的函數 都要在-main函數中調用，自定義線程中重寫-main方法
 - (void)main NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);    // thread body metho

2.3 NSThread線程的狀態（了解）

線程的狀態

啟動線程
- (void)start; 
// 進入就緒狀態 -> 運行狀態。當線程任務執行完畢，自動進入死亡狀態

阻塞（暫停）線程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 進入阻塞狀態

強制停止線程
+ (void)exit;
// 進入死亡狀態

2.4 NSThread多線程安全隱患

多線程安全隱患的原因：1塊資源可能會被多個線程共享，也就是多個線程可能會訪問同一塊資源，比如多個線程訪問同一個對象、同一個變量、同一個文件。
那么當多個線程訪問同一塊資源時，很容易引發數據錯亂和數據安全問題。

安全隱患分析

通過上圖我們發現，當線程A訪問數據并對數據進行操作的同時，線程B訪問的數據還是沒有更新的數據，線程B同樣對數據進行操作，當兩個線程結束返回時，就會發生數據錯亂的問題。
那么我們看下圖的解決方法：添加互斥鎖。

安全隱患解決

我們可以看出，當線程A訪問數據并對數據進行操作的時候，數據被加上一把鎖，這個時候其他線程都無法訪問數據，知道線程A結束返回數據，線程B此時在訪問數據并修改，就不會造成數據錯亂了。
下面我們來看一下互斥鎖的使用：
互斥鎖使用格式

@synchronized(鎖對象) { 
// 需要鎖定的代碼  
}

互斥鎖的使用前提：多條線程搶奪同一塊資源時
注意：鎖定1份代碼只用1把鎖，用多把鎖是無效的
互斥鎖的優缺點
優點：能有效防止因多線程搶奪資源造成的數據安全問題
缺點：需要消耗大量的CPU資源

下面通過一個售票實例來看一下線程安全的重要性

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property(nonatomic,strong)NSThread *thread01;
@property(nonatomic,strong)NSThread *thread02;
@property(nonatomic,strong)NSThread *thread03;
@property(nonatomic,assign)NSInteger numTicket;

//@property(nonatomic,strong)NSObject *obj;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 總票數為30
    self.numTicket = 30;
    self.thread01 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.thread01.name = @"售票員01";
    self.thread02 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.thread02.name = @"售票員02";
    self.thread03 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.thread03.name = @"售票員03";
}
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self.thread01 start];
    [self.thread02 start];
    [self.thread03 start];
}
// 售票
-(void)saleTicket
{
    while (1) {
        // 創建對象
        // self.obj = [[NSObject alloc]init];
        // 鎖對象，本身就是一個對象，所以self就可以了
        // 鎖定的時候，其他線程沒有辦法訪問這段代碼
        @synchronized (self) {
            // 模擬售票時間，我們讓線程休息0.05s 
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.05];
            if (self.numTicket > 0) {
                self.numTicket -= 1;
                NSLog(@"%@賣出了一張票，還剩下%zd張票",[NSThread currentThread].name,self.numTicket);
            }else{
                NSLog(@"票已經賣完了");
                break;
            }
        }
    }
}

@end

當沒有加互斥鎖的時候我們看一下輸出

沒有加互斥鎖的輸出

我們發現第29張，第27張都被銷售了3次，這顯然是不允許的，這就是數據錯亂，那么當我們加上互斥鎖時，其鎖定的時候其他線程沒有辦法訪問鎖定的內容，等其訪問完畢之后，其他線程才可以訪問，我們愛來看一下輸出

加上互斥鎖的輸出

此時就不會出現同一張票被多次出售的數據錯亂的情況了。

2.5 NSThread線程之間的通信

什么叫做線程間通信
在1個進程中，線程往往不是孤立存在的，多個線程之間需要經常進行通信，例如我們在子線程完成下載圖片后，回到主線程刷新UI顯示圖片
線程間通信的體現
1個線程傳遞數據給另1個線程
在1個線程中執行完特定任務后，轉到另1個線程繼續執行任務

線程間通信常用的方法

// 返回主線程
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
// 返回指定線程
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

下面我們通過一個實例看一下線程之間的通信


#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end
@implementation ViewController
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(donwLoadImage) toTarget:self withObject:nil];
}
-(void)donwLoadImage
{
    // 獲取圖片url地址 http://www.itunes123.com/uploadfile/2016/0421/20160421014340186.jpg
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://www.itunes123.com/uploadfile/2016/0421/20160421014340186.jpg"];
    // 下載圖片二進制文件
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    // 將圖片二進制文件轉化為image;
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
    // 參數 waitUntilDone 是否等@selector(showImage:) 執行完畢以后再執行下面的操作  YES :等 NO:不等
    // 返回主線程顯示圖片
    // [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
    // self.imageView 也可以直接調用這個方法 直接選擇 setImage方法，傳入參數image即可
    // [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
    // 返回特定的線程，[NSThread mainThread] 獲得主線程
    [self performSelector:@selector(showImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}
-(void)showImage:(UIImage *)image
{
    self.imageView.image = image;
}
@end

3. GCD的使用（重點）

GCD的全稱是Grand Central Dispatch，是純C語言，提供了非常多強大的函數

GCD的優勢
GCD是蘋果公司為多核的并行運算提出的解決方案
GCD會自動利用更多的CPU內核（比如雙核、四核）
GCD會自動管理線程的生命周期（創建線程、調度任務、銷毀線程）
程序員只需要告訴GCD想要執行什么任務，不需要編寫任何線程管理代碼

3.1 任務和隊列

GCD中有2個核心概念：任務和隊列
任務：執行什么操作，任務有兩種執行方式： 同步函數 和 異步函數，他們之間的區別是
同步：只能在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力，任務立刻馬上執行，會阻塞當前線程并等待 Block中的任務執行完畢，然后當前線程才會繼續往下運行

異步：可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力，但不一定會開新線程，當前線程會直接往下執行，不會阻塞當前線程

隊列：用來存放任務，分為串行隊列 和 并行隊列
串行隊列（Serial Dispatch Queue）
讓任務一個接著一個地執行（一個任務執行完畢后，再執行下一個任務）
并發隊列（Concurrent Dispatch Queue）
可以讓多個任務并發（同時）執行（自動開啟多個線程同時執行任務）
并發功能只有在異步（dispatch_async）函數下才有效

GCD的使用就2個步驟

定制任務
確定想做的事情
將任務添加到隊列中
GCD會自動將隊列中的任務取出，放到對應的線程中執行
任務的取出遵循隊列的FIFO原則：先進先出，后進后出

3.2 GCD的創建

隊列的創建

// 第一個參數const char *label : C語言字符串，用來標識
// 第二個參數dispatch_queue_attr_t attr : 隊列的類型
// 并發隊列:DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
// 串行隊列:DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或者 NULL
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);

創建并發隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

創建串行隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

GCD默認已經提供了全局并發隊列，供整個應用使用，可以無需手動創建

    /** 
     第一個參數:優先級 也可直接填后面的數字
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺
     第二個參數: 預留參數  0
     */
    dispatch_queue_t quque1 =  dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

獲得主隊列

dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_main_queue();

任務的執行
隊列在queue中，任務在block塊中
開啟同步函數同步函數：要求立刻馬上開始執行

     /*
     第一個參數:隊列
     第二個參數:block,在里面封裝任務
     */
    dispatch_sync(queue, ^{
        
    });

開啟異步函數異步函數：等主線程執行完畢之后，回過頭開線程執行任務

    dispatch_async(queue, ^{
        
    });

任務和隊列的組合
任務：同步函數異步函數
隊列：串行并行
異步函數+并發隊列：會開啟新的線程,并發執行

 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
 dispatch_async(queue, ^{
       NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
 });

異步函數+串行隊列：會開啟一條線程,任務串行執行

  dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
   dispatch_async(queue, ^{
       NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
 });

同步函數+并發隊列：不會開線程,任務串行執行

   dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
   dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
   });

同步函數+串行隊列：不會開線程,任務串行執行

   dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);   
   dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

異步函數+主隊列:不會開線程,任務串行執行
使用主隊列（跟主線程相關聯的隊列）
主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列，放在主隊列中的任務，都會放到主線程中執行

//1.獲得主隊列
dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_main_queue();
//2.異步函數
dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
    });

同步函數+主隊列:死鎖

//1.獲得主隊列
dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_main_queue();
//2.同步函數
dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

因為這個方法在主線程中，給主線程中添加任務，而同步函數要求立刻馬上執行，因此就會相互等待而發生死鎖。將這個方法放入子線程中，則不會發生死鎖，任務串行執行。
總結：

任務隊列組合總結

同步函數和異步函數的執行順序
同步函數：立刻馬上執行，會阻塞當前線程

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self syncConcurrent];
}
//同步函數+并發隊列:不會開線程,任務串行執行
-(void)syncConcurrent
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    NSLog(@"--syncConcurrent--start-");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"---download2---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"---download3---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"---download4---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"--syncConcurrent--end-");
}

我們看一下輸出

同步函數會阻塞線程，立即執行

異步函數：當前線程會直接往下執行，不會阻塞當前線程

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
      [self syncConcurrent];
}
//異步函數+并發隊列:會開啟新的線程,并發執行
-(void)asyncCONCURRENT
{
    NSLog(@"--asyncCONCURRENT--start-");
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"---download2---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"---download3---%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"---download4---%@",[NSThread currentThread]);
    });
      NSLog(@"--asyncCONCURRENT--end-");
}

我們來看一下輸出

異步函數不會阻塞當前線程

注意：GCD中開多少條線程是由系統根據CUP繁忙程度決定的，如果任務很多，GCD會開啟適當的子線程，并不會讓所有任務同時執行。

3.3 GCD線程間的通信

我們同樣通過一個實例來看

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end
@implementation ViewController

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 獲得圖片URL
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2301429-d5cc0a007447e469.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240"];
        // 將圖片URL下載為二進制文件
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 將二進制文件轉化為image
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        // 返回主線程 這里用同步函數不會發生死鎖，因為這個方法在子線程中被調用。
        // 也可以使用異步函數
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        });
    }); 
}
@end

GCD線程間的通信非常簡單，使用同步或異步函數，傳入主隊列即可。

3.4 GCD其他常用函數

柵欄函數（控制任務的執行順序）

    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
    });

我們來看一下柵欄函數的作用

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
     [self barrier];
}
-(void)barrier
{
    //1.創建隊列(并發隊列)
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxccqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
            NSLog(@"%zd-download1--%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
            NSLog(@"%zd-download2--%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    //柵欄函數
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是一個柵欄函數");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
            NSLog(@"%zd-download3--%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
            NSLog(@"%zd-download4--%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
}

我們來看一下輸出

柵欄函數

柵欄函數可以控制任務執行的順序，柵欄函數之前的執行完畢之后，執行柵欄函數，然后在執行柵欄函數之后的

延遲執行（延遲·控制在哪個線程執行）

    /*
     第一個參數:延遲時間
     第二個參數:要執行的代碼
     如果想讓延遲的代碼在子線程中執行，也可以更改在哪個隊列中執行 dispatch_get_main_queue() -> dispatch_get_global_queue(0, 0)
     */
     dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
    });

延遲執行的其他方法：

// 2s中之后調用run方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// repeats：YES 是否重復
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

一次性代碼

    -(void)once
    {
        //整個程序運行過程中只會執行一次
        //onceToken用來記錄該部分的代碼是否被執行過
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            NSLog(@"-----");
        });
    }

一次性代碼主要應用在單例模式中，關于單例模式詳解大家可以去看iOS-單例模式寫一次就夠了這里不在贅述。

快速迭代（開多個線程并發完成迭代操作）

    /*
     第一個參數:迭代的次數
     第二個參數:在哪個隊列中執行
     第三個參數:block要執行的任務
     */
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
});

快速迭代：開啟多條線程，并發執行，相比于for循環在耗時操作中極大的提高效率和速度

隊列組（同柵欄函數）

    // 創建隊列組
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    // 創建并行隊列 
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    // 執行隊列組任務
    dispatch_group_async(group, queue, ^{   
    });
    //隊列組中的任務執行完畢之后，執行該函數
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
    });

下面看一了實例使用group下載兩張圖片然后合成在一起

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property (nonatomic, strong) UIImage  *image1; /**< 圖片1 */
@property (nonatomic, strong) UIImage  *image2; /**< 圖片2 */
@end
@implementation ViewController
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self group];
}
-(void)group
{
    //下載圖片1
    //創建隊列組
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    //1.開子線程下載圖片
    //創建隊列(并發)
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        //1.獲取url地址
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://www.huabian.com/uploadfile/2015/0914/20150914014032274.jpg"];
        //2.下載圖片
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        //3.把二進制數據轉換成圖片
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"1---%@",self.image1);
    });
    //下載圖片2
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        //1.獲取url地址
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img1.3lian.com/img2011/w12/1202/19/d/88.jpg"]; 
        //2.下載圖片
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        //3.把二進制數據轉換成圖片
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"2---%@",self.image2);
    });
    //合成，隊列組執行完畢之后執行
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{  
        //開啟圖形上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
        //畫1
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
        //畫2
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
        //根據圖形上下文拿到圖片
        UIImage *image =  UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        //關閉上下文
        UIGraphicsEndImageContext();
        //回到主線程刷新UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"%@--刷新UI",[NSThread currentThread]);
        });
    });
}

4. NSOperation的使用（重點）

NSOperation 是蘋果公司對 GCD 的封裝，完全面向對象，并比GCD多了一些更簡單實用的功能，所以使用起來更加方便易于理解。NSOperation 和NSOperationQueue 分別對應 GCD 的任務和隊列。

NSOperation和NSOperationQueue實現多線程的具體步驟
1.將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中
2.將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中
系統會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來，并將取出的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執行

4.1 NSOperation的創建

NSOperation是個抽象類，并不具備封裝操作的能力，必須使用它的子類
使用NSOperation子類的方式有3種

NSInvocationOperation

    /*
     第一個參數:目標對象
     第二個參數:選擇器,要調用的方法
     第三個參數:方法要傳遞的參數
     */
NSInvocationOperation *op  = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil];
//啟動操作
[op start];

NSBlockOperation（最常用）

//1.封裝操作
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       //要執行的操作，在主線程中執行
       NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]); 
}];
//2.追加操作，追加的操作在子線程中執行，可以追加多條操作
[op addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
    }];
[op start];

自定義子類繼承NSOperation，實現內部相應的方法

// 重寫自定義類的main方法實現封裝操作
-(void)main
{
    // 要執行的操作
}

// 實例化一個自定義對象，并執行操作
CLOperation *op = [[CLOperation alloc]init];
[op start];

自定義類封裝性高，復用性高。

4.2 NSOperationQueue的使用

NSOperation中的兩種隊列

主隊列：通過mainQueue獲得，凡是放到主隊列中的任務都將在主線程執行
非主隊列：直接alloc init出來的隊列。非主隊列同時具備了并發和串行的功能，通過設置最大并發數屬性來控制任務是并發執行還是串行執行

NSOperationQueue的作用

NSOperation可以調用start方法來執行任務，但默認是同步執行的
如果將NSOperation添加到NSOperationQueue（操作隊列）中，系統會自動異步執行NSOperation中的操作

添加操作到NSOperationQueue中

- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

注意：將操作添加到NSOperationQueue中，就會自動啟動，不需要再自己啟動了addOperation 內部調用 start方法
start方法內部調用 main方法

4.3 NSOperation和NSOperationQueue結合使用創建多線程

    注：這里使用NSBlockOperation示例，其他兩種方法一樣
    // 1. 創建非主隊列 同時具備并發和串行的功能，默認是并發隊列
    NSOperationQueue *queue =[[NSOperationQueue alloc]init];
    //NSBlockOperation 不論封裝操作還是追加操作都是異步并發執行
    // 2. 封裝操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"download1 -- %@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 3. 將封裝操作加入主隊列
    // 也可以不獲取封裝操作對象 直接添加操作到隊列中
    //[queue addOperationWithBlock:^{
    // 操作
    //}];
    [queue addOperation:op1];

4.4 NSOperation和NSOperationQueue的重要屬性和方法

NSOperation

NSOperation的依賴 - (void)addDependency:(NSOperation *)op;

// 操作op1依賴op5，即op1必須等op5執行完畢之后才會執行
// 添加操作依賴,注意不能循環依賴，如果循環依賴會造成兩個任務都不會執行
// 也可以夸隊列依賴，依賴別的隊列的操作
    [op1 addDependency:op5];

NSOperation操作監聽void (^completionBlock)(void)

// 監聽操作的完成
// 當op1線程完成之后，立刻就會執行block塊中的代碼
// block中的代碼與op1不一定在一個線程中執行，但是一定在子線程中執行
op1.completionBlock = ^{
        NSLog(@"op1已經完成了---%@",[NSThread currentThread]);
    };

NSOperationQueue

maxConcurrentOperationCount

    //1.創建隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    /*
     默認是并發隊列,如果最大并發數>1,并發
     如果最大并發數==1,串行隊列
     系統的默認是最大并發數-1 ,表示不限制
     設置成0則不會執行任何操作
     */
     queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

suspended

//當值為YES的時候暫停,為NO的時候是恢復
queue.suspended = YES;

-(void)cancelAllOperations;

//取消所有的任務，不再執行，不可逆
[queue cancelAllOperations];

注意：暫停和取消只能暫停或取消處于等待狀態的任務，不能暫停或取消正在執行中的任務，必須等正在執行的任務執行完畢之后才會暫停，如果想要暫停或者取消正在執行的任務，可以在每個任務之間即每當執行完一段耗時操作之后，判斷是否任務是否被取消或者暫停。如果想要精確的控制，則需要將判斷代碼放在任務之中，但是不建議這么做，頻繁的判斷會消耗太多時間

4.5 NSOperation和NSOperationQueue的一些其他屬性和方法

NSOperation

// 開啟線程
- (void)start;
- (void)main;
// 判斷線程是否被取消
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
// 取消當前線程
- (void)cancel;
//NSOperation任務是否在運行
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
//NSOperation任務是否已結束
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
// 添加依賴
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
// 移除依賴
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;
// 優先級
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
// 操作監聽
@property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void) NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 阻塞當前線程，直到該NSOperation結束。可用于線程執行順序的同步
- (void)waitUntilFinished NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 獲取線程的優先級
@property double threadPriority NS_DEPRECATED(10_6, 10_10, 4_0, 8_0);
// 線程名稱
@property (nullable, copy) NSString *name NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);
@end

NSOperationQueue

// 獲取隊列中的操作
@property (readonly, copy) NSArray<__kindof NSOperation *> *operations;
// 隊列中的操作數
@property (readonly) NSUInteger operationCount NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 最大并發數，同一時間最多只能執行三個操作
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;
// 暫停 YES:暫停 NO:繼續
@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;
// 取消所有操作
- (void)cancelAllOperations;
// 阻塞當前線程直到此隊列中的所有任務執行完畢
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;

4.6 NSOperation線程之間的通信

NSOperation線程之間的通信方法

// 回到主線程刷新UI
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
      self.imageView.image = image;
}];

我們同樣使用下載多張圖片合成綜合案例

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property(nonatomic,strong)UIImage *image1;
@property(nonatomic,strong)UIImage *image2;
@end
@implementation ViewController

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 創建非住隊列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    // 下載第一張圖片
    NSBlockOperation *download1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img2.3lian.com/2014/c7/12/d/77.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
    }];
    // 下載第二張圖片
    NSBlockOperation *download2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img2.3lian.com/2014/c7/12/d/77.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
    }];
    // 合成操作
    NSBlockOperation *combie = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        // 開啟圖形上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(375, 667));
        // 繪制圖片1
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 375, 333)];
        // 繪制圖片2
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 334, 375, 333)];
        // 獲取合成圖片
        UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        // 關閉圖形上下文
        UIGraphicsEndImageContext();
        // 回到主線程刷新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
            self.imageView.image = image;
        }];
    }];
    // 添加依賴，合成圖片需要等圖片1，圖片2都下載完畢之后合成
    [combie addDependency:download1];
    [combie addDependency:download2];
    // 添加操作到隊列
    [queue addOperation:download1];
    [queue addOperation:download2];
    [queue addOperation:combie];
}
@end

注意：子線程執行完操作之后就會立即釋放，即使我們使用強引用引用子線程使子線程不被釋放，也不能給子線程再次添加操作，或者再次開啟。
?建議收藏，用到的時候一查就明白了。
?本文借鑒了很多前輩的文章，如果有不對的地方請指正，歡迎大家一起交流學習 xx_cc 。

最后編輯于：2017.12.04 02:15:26

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三个男躁一个女,国精产品一区一手机的秘密,麦子交换系列最经典十句话,欧美国产综合欧美视频

iOS-多線程詳解

iOS-多線程詳解

一. 多線程基礎

1. 進程

2.線程

3. 進程和線程的比較

4. 線程的串行

5. 多線程

6. 多線程原理

7. 多線程優缺點

8. 多線程的應用

二. 多線程實現方案

1. pthread的簡單使用（了解）

2. NSThread的使用

2.1 創建線程

2.2 NSThread的屬性

2.3 NSThread線程的狀態（了解）

2.4 NSThread多線程安全隱患

2.5 NSThread線程之間的通信

3. GCD的使用（重點）

3.1 任務和隊列

3.2 GCD的創建

3.3 GCD線程間的通信

3.4 GCD其他常用函數

4. NSOperation的使用（重點）

4.1 NSOperation的創建

4.2 NSOperationQueue的使用

4.3 NSOperation和NSOperationQueue結合使用創建多線程

4.4 NSOperation和NSOperationQueue的重要屬性和方法

4.5 NSOperation和NSOperationQueue的一些其他屬性和方法

4.6 NSOperation線程之間的通信

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1. 進程

2.線程

3. 進程和線程的比較

4. 線程的串行

5. 多線程

6. 多線程原理

7. 多線程優缺點

8. 多線程的應用

二. 多線程實現方案

1. pthread的簡單使用（了解）

2. NSThread的使用

2.1 創建線程

2.2 NSThread的屬性

2.3 NSThread線程的狀態（了解）

2.4 NSThread多線程安全隱患

2.5 NSThread線程之間的通信

3. GCD的使用（重點）

3.1 任務和隊列

3.2 GCD的創建

3.3 GCD線程間的通信

3.4 GCD其他常用函數

4. NSOperation的使用（重點）

4.1 NSOperation的創建

4.2 NSOperationQueue的使用

4.3 NSOperation和NSOperationQueue結合使用創建多線程

4.4 NSOperation和NSOperationQueue的重要屬性和方法

4.5 NSOperation和NSOperationQueue的一些其他屬性和方法

4.6 NSOperation線程之間的通信

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