iOS多线程

进程：
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内

线程：
1个进程要想执行任务，必须得有线程(每1个进程至少要有1条线程)
一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行

进程和线程的比较
1.线程是CPU调用(执行任务)的最小单位
2.进程是CPU分配资源和调度的单位
3.一个程序可以对应多个进程，一个进程中可以有多个线程，但至少要有一个线程
4.同一个进程中的线程共享进程的资源

多线程
1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行(同时)执行不同的任务
多线程技术可以提高程序执行效率

多线程原理
同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作(执行)
多线程并发(同时)执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度(切换)
如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象

如果线程非常非常多，会发生什么情况？
CPU会在N多线程之间调度，CPU会累死，消耗大量的CPU资源
每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)(3~5条线程)

多线程的优点
能适当提高程序的执行效率
能适当提高资源利用率(CPU、内存利用率)

多线程的缺点
创建线程是有开销的，iOS下主要成本包括：内核数据结构(大约1KB)、栈空间(子线程512KB、主线程1MB、也可以使用-setStackSize:设置，但必须是4K的倍数，而且最小是16K,创建线程大约需要90毫秒的创建时间)
如果开启大量的线程，会降低程序的性能
线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大
程序设计复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享

多线程

主线程
一个iOS程序运行后，默认会开启一条线程，称为“主线程”或“UI线程”

主线程的主要作用
显示/刷新UI界面
处理UI事件(比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等)

主线程的使用注意
别将比较耗时的操作放在主线程中
耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种'卡'的坏体验

iOS中多线程的实现方案
技术方案 简介 语言 线程生命周期 使用频率
pthread 一套通用的多线程API
适用于Unix/Linux/Windows等系统 C 程序员管理 几乎不用
跨平台/可移植
使用难度大

NSThread 使用更加面向对象
简单易用，可直接操作线程对象 OC 程序员管理 偶尔使用

GCD 旨在替代NSThread的线程技术
充分利用设备的多核 C 自动管理 经常使用

NSOperation 基于GCD（底层是GCD）
比GCD多了一些更简单实用的功能
使用更加面向对象 OC 自动管理 经常使用

线程的生命周期
当线程中的任务执行完毕之后会被释放掉

线程的状态
新建 就绪(Runnable) 运行(Running) ----调用了sleep方法/等待同步锁 阻塞(Blocked)- --- sleep到时/得到同步锁---- 就绪 dead(死亡) 线程任务执行完毕异常/强制退出

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

多线程的安全隐患
资源共享
1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源
比如多个线程访问同一个对象，同一个变量，同一个文件
当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题

安全隐患解决

互斥锁
互斥锁使用格式
@synchronized(对象){//需要锁定的代码} 锁：必须是全局唯一的
注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的

互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点：需要消耗大量的CPU资源

互斥锁的使用前提：多线程抢夺同一块资源

相关专业术语：线程同步
线程同步的意思是：多条线程在同一条线上执行(按顺序地执行任务)

原子和非原子属性
OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
atomic:原子属性，为setter方法加锁(默认就是atomic)
nonatomic:非原子属性，不会为setter方法加锁

nonatomic和atomic对比
atomic:线程安全，需要消耗大量的资源
nonatomic:非线程安全，适合内存小的移动设备

iOS开发的建议
所有属性都声明为nonatomic
尽量避免多线程抢夺同一块资源
尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力

线程间通信
什么叫线程间通信？

在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信

线程间通信的体现
1个线程传递数据给另一个线程
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)wwait;
• (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

GCD
全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器”
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

任务和队列
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的使用就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
1.用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue 队列
block 任务

2.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，不具备开辟新线程的能力
异步：可以在新的线程中执行任务，具备开辟新线程的能力

队列的类型
GCD的队列可以分为2大类型
并发队列(Concurrent Dispatch 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(Serial Dispatch Queue)
让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕，再执行下一个任务)

容易混淆的术语
主要有四个术语：同步、异步、并发、串行

同步和异步主要影响，能不能开启新的线程
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，接着执行下一个任务

//异步函数+并发队列：会开启多条线程，队列中的任务是并发执行

• (void)asyncConcurrent {

  /**
  1.创建队列
  第一个参数：C语言的字符串，标签
  第二个参数：队列的类型
  DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT并发
  DISPATCH_QUEUE_SERIAL串行
  */
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.ccxd.download", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

  //封装任务 添加任务到队列中 异步函数+并发队列，会开启多条线程，队列中的任务是并发执行
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download1----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download2----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download3----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  }
  //异步函数+串行队列：会开线程，开一条线程，队列中的任务是串行执行的

• (void)asyncSerial {
  //1.创建队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.cxd.download", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  //2.封装操作
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download1----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download2----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"download3----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  }

• (void)syncConcurrent {
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.ccxd.download", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

  //封装任务 添加任务到队列中 异步函数+并发队列，会开启多条线程，队列中的任务是并发执行
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download1----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download2----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download3----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  }

• (void)syncSerial {
  //1.创建队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.cxd.download", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  //2.封装操作
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download1----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download2----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  dispatch_sync(queue, ^{
  NSLog(@"download3----- %@",[NSThread currentThread]);
  });
  }