个人学习总结笔记
前置知识
线程
程序执行流的最小单元
- 线程拥有自己的空间：栈，线程局部储存（Thread Local Storage），寄存器
- 线程之间共享：全局变量，堆上的数据，函数的静态变量，代码，文件
- 线程调度中状态：运行，就绪，等待
- 线程优先级改变方式：1.用户指定 2.等待状态频繁程度 3.长时间不执行 4.抢占和不可抢占
多元信号量
锁的一种，计数N，访问减1，小于0等待
死锁
两个或更多线程阻塞着等待其它处于死锁状态的线程所持有的锁。
产生的四个必要条件
- 互斥，资源需要等待
- 请求和保持，请求进程阻塞后不释放自己的资源
- 不剥夺，无法剥夺他人的资源
- 环路等待，等待关系形成环
并发
多个任务同时发生，需要被处理
串行与并行
串行：多个任务依次执行
并行：多个任务同时执行
同步与异步
同步：调用者主动等待调用的返回结果
异步：调用者不等待调用的返回结果，调用直接返回，之后被调用者在获得结果后返回结果给调用者
多线程技术
多线程技术使多个cpu可以同时工作，同时处理不同线程的指令。给多核处理器带来并行能力。
优点
- 某个操作可能陷入长时间等待-等待的线程会进入睡眠状态而无法继续执行
- 某个操作可能会消耗大量时间-程序和用户的交互会中断
- 程序的逻辑要求并发操作
- 单线程无法发挥多核计算机全部能力
- 资源共享效率提高
缺点
- 创建消耗cpu和内存
- 需注意线程安全，资源竞争
iOS开发中的多线程技术
基础
- iOS启动时运行的线程是主线程
- 主线程占用堆栈1M
- 其余线程是512KB
- 需要主线程操作UIKit，因为UIKit操作不是全都是线程安全的
方案
pthread（POSIX threads）
类Unix系统中作为操作系统的通用多线程API
- 跨平台，可移植
- C语言
- 使用难
NSThread
- 面向对象的线程
- 需要手动管理生命周期，同步，加锁
GCD（Grand Central Dispatch）
- block定义任务，面向过程
- C语言
- 使用方便
NSOperation+NSOperationQueue
- 面向对象
- 指定依赖、取消、暂停恢复、优先级方便
- 对GCD的封装
GCD
CGD=block块执行任务+队列+执行方式
队列
先进先出（FIFO），先追加的任务先执行
- 串行队列（等待之前执行完再执行）
- 并发队列（不需等待之前执行完再执行）
- 主队列（主线程中的串行队列）
执行方式
- 同步
- 异步
主队列操作一定在主线程中，反之不必然
除了主队列外，同步在当前线程中执行，异步在新建线程中执行
API
常用
Dispatch_async/sync
派发同步和异步事件，最常用
Dispatch_after
用于延迟执行，简单定时
Dispatch_get_main_queue/get_global_queue
获取主队列或系统默认的并行队列
Dispatch_queue_create
新建一个队列
Dispatch_once
只被执行一次+线程安全，常用于实现单例
非常用
Dispatch_queue_set_target_queue
主要用于通过设定目标队列为自建的队列改变为目标队列的优先级，也可指定队列之间的层次，达到自上而下控制队列
Dispatch_group
管理多个队列里事件的执行情况。将队列加入组中，全部结束后追加处理或增加指定时间的任务处理完成情况检测（超时处理）
Dispatch_barrier_async
承上启下，队列里在他之前的执行完成才开始执行他block的，在block执行之后再开始执行队列里后面的。他执行时只有他自己执行，像一个栅栏一样。分隔开之前完成和之后开始的。
Dispatch_apply
按指定次数追加block到对应的队列中
Dispatch_suspen/resume
暂停与恢复
Dispatch I/O
通过GCD分割文件读写，提高速度
Dispatch_semaphore
可设置类似多元信号量中的“0”为x，进行排他性控制。
在操作前后进行信号计数判断，小于x则等待，大于等于则减a并开始执行事件，事件执行完毕后加b（这里的a，b相当于任务对信号量的影响）
GCD中的死锁
//主队列中执行以下代码
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{//操作B
…//事件A
});
这是在一个串行队列（主队列）中执行（往该串行队列派发同步事件A）的操作B，会造成死锁（反之不必然不死锁）。
队列先进先出，而串行队列同时执行的任务只有一个。操作B需要等待其派发的block执行完才算完成，派发的同步事件A被追加在队列最后（后进），同步执行需要等待前面执行完才可以执行，而前面的因为操作B没执行完，造成相互等待。
举个例子：面试时要排队（队列），一次只能一个人进面试房间（串行队列），前面的面试完出来后面的人才可以进去面试（同步任务）。A进去房间，面试官说，你的面试内容是叫B来面试，并等他面试完成（派发同步任务Block在串行队列中）。A把B叫来了，B来了就排在了队伍最后面，排队等待轮到他，而A则在房间里等待B面试完。结果就是A等待B面试完等不到，而B则等待前面的人面试完（包括A面试完出来）然后轮到他。两人相互等待，过程就进行不下去了。
dispatch_sync(queueA,^{//操作C
dispatch_sync(queueB, ^{//操作B
dispatch_sync(queueA,^{...});//事件A
})
});
在一个串行队列中执行需要等待((往该串行队列派发同步事件A)的操作B)的操作C，会造成死锁。
操作C需要等待操作B，操作B需要等待事件A，事件A需要等待操作C，相互等待。
也就是说，串行队列导致了互斥，block被持有导致了请求和保持，而又无法剥夺，而这时候代码用法导致事件等待关系形成一个环，从而形成相互等待，满足死锁四个条件。
GCD的实现原理
深入了解GCD
GCD源码
NSOperation
GCD中Block的面向对象封装
标识状态（只读属性）
- 执行（isExecuted）
- 完成（isFinished）
- 取消（isCancelled）
系统子类
NSBlockOperation和NSInvocationOperation
默认start是同步执行的方式
NSOperationQueue
GCD队列的面向对象封装
有Current和Main两个属性可获取当前队列或者主队列
自己生成NSOperationQueue是并发队列，会尽可能为每一个NSOperation创建线程
MaxConcureentOperationCount
表示最大并发执行NSOperation的数量
- 设为1时相当于串行队列
- 大于1为并发队列
NSOpertaionQueue调用addOperation方法放入NSOperation对象后相当于异步执行
与GCD比较
- 方便取消，执行前任意取消（GCD在iOS8后有dispatch_block_cancel）
- 设置Operation间依赖关系
- KVC观测属性状态
- 指定优先级
- 重用NSOperation对象
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参考链接
- Cocoa并发编程
- iOS 并发编程之 Operation Queues
- iOS多线程编程——GCD与NSOperation总结
- GCD容易让人迷惑的几个小问题
- Objective-C高级编程-iOS与OS X多线程和内存管理
- 程序员的自我修养-链接、装载与库