第七章、多线程相关

一、谈谈对GCD的认识理解

Grand Central Dispatch(GCD)，主要用于优化应用程序以支持多核处理器以及其他对称多处理系统。它是一个在线程池模式的基础上执行的并发任务。

特点：
1、GCD可用于多核的并行运算
2、GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
3、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）
4、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

执行任务有两种方式：同步执行（sync）和异步执行（async）。两者的主要区别是：是否等待队列的任务执行结束，以及是否具备开启新线程的能力。

• 同步执行（sync）：

同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。

• 异步执行（async）：

异步添加任务到指定的队列中，它不会做任何等待，可以继续执行任务。
可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

GCD 中有两种队列：串行队列和并发队列。两者都符合 FIFO（先进先出）的原则。两者的主要区别是：执行顺序不同，以及开启线程数不同。

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）：

每次只有一个任务被执行。让任务一个接着一个地执行。（只开启一个线程，一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

• 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）：

可以让多个任务并发（同时）执行。（可以开启多个线程，并且同时执行任务）

既然我们有两种队列（串行队列/并发队列），两种任务执行方式（同步执行/异步执行），那么我们就有了六种不同的组合方式：

1、同步执行 + 并发队列
在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
2、异步执行 + 并发队列
可以开启多个线程，任务交替（同时）执行。
3、同步执行 + 串行队列
不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
4、异步执行 + 串行队列
会开启新线程，但是因为任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
5、同步执行 + 主队列
在不同线程中调用结果也是不一样，在主线程中调用会出现死锁，而在其他线程中则不会。
6、异步执行 + 主队列
不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。

二、谈谈对NSOperation、NSOperationQueue的认识理解

NSOperation、NSOperationQueue是基于GCD更高一层的封装，完全面向对象。但是比GCD更简单易用、代码可读性也更高。但是NSOperation是个抽象类，不能用来封装操作。只有使用它的子类来封装操作。（NSInvocationOperation、NSBlockOperation、自定义）

特点：
1、可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
2、添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
3、设定操作执行的优先级。
4、可以很方便的取消一个操作的执行。
5、使用KVO观察对操作执行状态的更改：isExecuting、isFinished、isCancelled。

NSInvocationOperation：
在其他线程中单独使用子类NSInvocationOperation，操作是在当前调用的其他线程执行的，并没有开启新线程。

NSBlockOperation：
一般情况下，如果一个NSBlockOperation对象封装了多个操作。NSBlockOperation是否开启新线程，取决于操作的个数。如果添加的操作的个数多，就会自动开启新线程。当然开启的线程数是由系统来决定的。

自定义继承自NSOperation的子类：
在没有使用NSOperationQueue、在主线程单独使用自定义继承自NSOperation的子类的情况下，是在主线程执行操作，并没有开启新线程。

NSOperationQueue控制串行执行、并发执行
maxConcurrentOperationCount，叫做最大并发操作数。用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。这里maxConcurrentOperationCount控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。
简单来说，当最大并发操作数为1时，操作是按顺序串行执行的，并且一个操作完成之后，下一个操作才开始执行。当最大操作并发数为2时，操作是并发执行的，可以同时执行两个操作。而开启线程数量是由系统决定的，不需要我们来管理。

更多参考详情点击iOS 多线程：『NSOperation、NSOperationQueue』详尽总结

三、如何保证线程安全？

1、nonatomic atomic：使用atomic多线程原子性控制，atomic的原理给setter加上锁，getter不会加锁。OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
2、使用GCD实现atomic操作：给某字段的setter和getter方法加上同步队列
3、使用NSLock
4、使用互斥锁