demo:MultiThreadingPractice
进程：系统正在运行的一个应用程序，没打开一个app系统就开启一条进程，每个进程是相互独立的，运行在专用且受保护的内存空间；
线程：进程需要开启线程处理任务，一条进程至少有一个线程且可以开启多条线程；
线程的串行：每条线程同一时间只能执行一条任务，线程按照顺序一个个执行任务；
多线程：进程开启多条线程，并行执行不同任务；提高工作效率。
多线程原理：同一时间CPU只能处理一条线程，当有多条线程执行任务时，CUP会在各个线程之间快速切换，处理线程任务；所以当线程非常多时，会大量消耗CPU资源，且每条线程执行的频次很低。
多线程优点：能适当提高效率，适当提高资源利用率；
多线程缺点：创建线程会消耗内存资源，创建一条线程大约需要90毫秒；创建线程太多会降低程序性能，大量消耗CPU；
主线程：每条进程会默认开启一条线程显示和刷新UI、处理UI事件，默认开启的这条线程称为主线程；耗时操作一般不放在主线程中，防止UI出现卡顿；
iOS多线程实现方案：
NSThread
一个NSThread对象就代表一条线程；
- 创建、启动线程：
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sel) object:nil];
[thread start];
- 主线程相关方法：
+(NSThread*)mainThread;// 获得主线程
-(BOOL)isMainThread;// 是否为主线程
+(BOOL)isMainThread;// 是否为主线程
- 获取当前线程：
NSThread*current = [NSThread currentThread];
- 线程的名字：
-(void)setName:(NSString*)n;
-(NSString*)name;
其他创建线程的方式：
- 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
- 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
控制线程状态：
- 启动线程
-(void)start;
进入就绪状态->运行状态。当线程任务执行完毕，自动进入死亡状态
- 阻塞（暂停）线程
+(void)sleepUntilDate:(NSDate*)date;
+(void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)time;
- 强制停止线程
+(void)exit;//进入死亡状态
注意：一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务
多线程的安全隐患
当多个线程访问同一块资源时，很可能会发生数据错乱和数据安全问题；
安全隐患解决方案
一般使用线程同步技术解决多个线程访问同一资源的问题，可查看线程同步方案了解具体实现。
线程间的通信
线程间通信的体现：
- 1个线程传递数据给另1个线程
- 在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
线程间通信常用方法
-(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
-(void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread*)the withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
GCD
GCD：全称是Grand Central Dispatch，纯C语言，提供了非常多强大的函数。
GCD的优势
- GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
- GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
- GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
- 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
GCD中有2个核心概念
- 任务：执行什么操作
- 队列：用来存放任务
GCD的使用的2个步骤：
1、定制任务，确定想做的事情
2、将任务添加到队列中
GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出
执行任务：
GCD中有2个用来执行任务的常用函数
- 同步的方式执行任务
/*
queue：队列
block：任务
*/
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
- 用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
同步和异步的区别：
同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
GCD的队列可以分为2大类型：
并发队列（ConcurrentDispatch Queue）
可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效串行队列（SerialDispatch Queue）
让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
同步、异步、并发、串行的区别：
- 同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
- 异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
并发和串行主要影响任务的执行方式：
- 并发：允许多个任务并发（同时）执行
- 串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch queue的名称推荐使用应用程序ID逆序全域名Queue的名称。该名称会出现在程序崩溃时生成的crashLog中方便调试，也更简单易懂。
/*
label: 队列名称
attr: 队列的类型
*/
dispatch_queue_create(constchar *label, dispatch_queue_attr_t attr);
创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.GCDPractice.concurrentQueue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建
使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
/*
priority: 队列的优先级
flags: 此参数暂时无用，用0即可
*/
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority,
unsignedlong flags);
获得全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
全局并发队列的优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2// 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0// 默认（中）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)// 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN// 后台
GCD中获得串行有2种途径
- 使用dispatch_queue_create函数创建串行队列,队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.GCDPractice.serialQueue",NULL);
- 使用主队列（跟主线程相关联的队列）
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
同步异步和队列的配合使用效果如下图
注意:
使用sync函数往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列，造成死锁
线程间通信
从子线程回到主线程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0),^{
//执行耗时的异步操作...
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^{
//回到主线程，执行UI刷新操作
});
});
延时执行
1、调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];//2秒后再调用self的run方法
2、使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(2.0* NSEC_PER_SEC)),dispatch_get_main_queue(),^{
//2秒后执行这里的代码...
});
3、使用NSTimer
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken,^{
//只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});
- 使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10,dispatch_get_global_queue(0,0),^(size_t index){
//执行10次代码，index顺序不确定
});
队列组
有这么1种需求
首先：分别异步执行2个耗时的操作
其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0),^{
//执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0),^{
//执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group,dispatch_get_main_queue(),^{
//等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});
GCD中用来实现同步的函数
- dispatch_barrier_async
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
在dispatch_barrier_async前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行。
注意：这个queue不能是全局的并发队列
- dispatch_Set_Target_Queue
dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t _Nullable queue);
这个函数可以设置queue的执行优先级也可以设置queue的执行层级。对于不可并行执行且追加到多个Serial Dispatch Queue中的任务，如果使用dispatch_set_target_queue函数将这多个Serial Dispatch Queue的优先级设置跟某一个Serial Dispatch Queue一样，即可防止并行处理。具体代码参见demo。
- dispatch_semaphore_t
dispatch_semaphore_create(long value);
dispatch_semaphore_t通过计数控制任务的执行，当计数为0时等待，计数为1或大于1时，执行任务。
当计数值大于或等于1时，对计数进行减一并从dispatch_semaphore_wait函数返回。当dispatch_semaphore_wait返回0时，可安全的执行排他控制的处理。该处理结束时可通过dispatch_semaphore_signal函数将dispatch_semaphore_t的计数值加一；
- dispatch_suspend、dispatch_resume
当追加大量处理到dispatch queue时，在处理过程中，希望不执行已经追加的处理，可以挂起dispatch queue，可以执行时再恢复。
dispatch_suspend(dispatch_object_t object);
dispatch_resume(dispatch_object_t object);
NSOperation
配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程
NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：
- 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
- 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
- 系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
- 将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类：
- NSInvocationOperation
- NSBlockOperation
- 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
NSInvocationOperation
- 创建NSInvocationOperation对象
-(id)initWithTarget:(id)targetselector:(SEL)selobject:(id)arg;
//调用start方法开始执行操作
-(void)start;
一旦执行操作，就会调用target的sel方法
注意：
默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作
只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作
NSBlockOperation
- 创建NSBlockOperation对象
+(id)blockOperationWithBlock:(void(^)(void))block;
- 通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
-(void)addExecutionBlock:(void(^)(void))block;
注意：
只要NSBlockOperation封装的操作数 >1，就会异步执行操作
最大并发数
maxConcurrentOperationCount:同时执行的任务数
比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3
- 队列设置最大并发数的相关方法
-(NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
-(void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
- 取消队列的所有操作
-(void)cancelAllOperations;
提示：
也可以调用NSOperation的-(void)cancel方法取消单个操作
暂停和恢复队列
-(void)setSuspended:(BOOL)b;// YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
-(BOOL)isSuspended;
- NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序
比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写
[operationB addDependency:operationA];// 操作B依赖于操作A
可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系,但不能相互依赖；
- 可以监听一个操作的执行完毕
-(void(^)(void))completionBlock;
-(void)setCompletionBlock:(void(^)(void))block;
自定义NSOperation
自定义NSOperation的步骤很简单
重写-(void)main方法，在里面实现想执行的任务重写-(void)main方法的注意点
自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
经常通过-(BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应