多种多线程比较

第一种：pthread
1）一套通用的多线程API
2）适用于Unix\Linux\Windows等系统
3）跨平台\可移植
4）使用难度大
b.使用语言：c语言
c.使用频率：几乎不用
d.线程生命周期：由程序员进行管理

第二种：NSThread
特点：
1）使用更加面向对象
2）简单易用，可直接操作线程对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：偶尔使用
d.线程生命周期：由程序员进行管理

第三种：GCD
特点：
1）旨在替代NSThread等线程技术
2）充分利用设备的多核（自动）
b.使用语言：C语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理

第四种：NSOperation
特点：
1）基于GCD（底层是GCD）
2）比GCD多了一些更简单实用的功能
3）使用更加面向对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理

多线程的原理

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）

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
开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能，线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大

程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享，你更倾向于哪一种？
倾向于GCD：
技术是一个轻量的，底层实现隐藏的神奇技术，我们能够通过GCD和block轻松实现多线程编程，有时候，GCD相比其他系统提供的多线程方法更加有效，当然，有时候GCD不是最佳选择，另一个多线程编程的技术
NSOprationQueue 让我们能够将后台线程以队列方式依序执行，并提供更多操作的入口，这和 GCD 的实现有些类似。

在早期，MacOX与 iOS 的程序都普遍采用Operation，Queue来进行编写后台线程代码，而之后出现的GCD技术大体是依照前者的原则来实现的，而随着GCD的普及，在iOS 4 与 MacOS X10.6以后，Operation Queue的底层实现都是用GCD来实现的。

那这两者直接有什么区别呢？

1. GCD是底层的C语言构成的API，而NSOperationQueue及相关对象是Objc的对象。在GCD中，在队列中执行的是由block构成的任务，这是一个轻量级的数据结构；而Operation作为一个对象，为我们提供了更多的选择；
2. 在NSOperationQueue中，我们可以随时取消已经设定要准备执行的任务(当然，已经开始的任务就无法阻止了)，而GCD没法停止已经加入queue的block(其实是有的，但需要许多复杂的代码)；
3. NSOperation能够方便地设置依赖关系，我们可以让一个Operation依赖于另一个Operation，这样的话尽管两个Operation处于同一个并行队列中，但前者会直到后者执行完毕后再执行；
4. 我们能将KVO应用在NSOperation中，可以监听一个Operation是否完成或取消，这样子能比GCD更加有效地掌控我们执行的后台任务；
5. 在NSOperation中，我们能够设置NSOperation的priority优先级，能够使同一个并行队列中的任务区分先后地执行，而在GCD中，我们只能区分不同任务队列的优先级，如果要区分block任务的优先级，也需要大量的复杂代码；
6. 我们能够对NSOperation进行继承，在这之上添加成员变量与成员方法，提高整个代码的复用度，这比简单地将block任务排入执行队列更有自由度，能够在其之上添加更多自定制的功能。

总的来说，Operationqueue提供了更多你在编写多线程程序时需要的功能，并隐藏了许多线程调度，线程取消与线程优先级的复杂代码，为我们提供简单的API入口。从编程原则来说，一般我们需要尽可能的使用高等级、封装完美的API，在必须时才使用底层API。但是我认为当我们的需求能够以更简单的底层代码完成的时候，简洁的GCD或许是个更好的选择，而Operationqueue 为我们提供能更多的选择。

NSOperation相对于GCD：

1. NSOperation拥有更多的函数可用，具体查看api。NSOperationQueue 是在GCD基础上实现的，只不过是GCD更高一层的抽象。
2. 在NSOperationQueue中，可以建立各个NSOperation之间的依赖关系。
3. NSOperationQueue支持KVO。可以监测operation是否正在执行（isExecuted）、是否结束（isFinished），是否取消（isCanceld）
4. GCD 只支持FIFO 的队列，而NSOperationQueue可以调整队列的执行顺序（通过调整权重）。NSOperationQueue可以方便的管理并发、NSOperation之间的优先级。

使用NSOperation的情况：各个操作之间有依赖关系、操作需要取消暂停、并发管理、控制操作之间优先级，限制同时能执行的线程数量.让线程在某时刻停止/继续等。

使用GCD的情况：一般的需求很简单的多线程操作，用GCD都可以了，简单高效。

从编程原则来说，一般我们需要尽可能的使用高等级、封装完美的API，在必须时才使用底层API。当需求简单，简洁的GCD或许是个更好的选择，而Operation queue 为我们提供能更多的选择。

GCD执行原理？

GCD有一个底层线程池，这个池中存放的是一个个的线程。之所以称为“池”，很容易理解出这个“池”中的线程是可以重用的，当一段时间后这个线程没有被调用胡话，这个线程就会被销毁。注意：开多少条线程是由底层线程池决定的（线程建议控制再3~5条），池是系统自动来维护，不需要我们程序员来维护（看到这句话是不是很开心？）

而我们程序员需要关心的是什么呢？我们只关心的是向队列中添加任务，队列调度即可。

• 如果队列中存放的是同步任务，则任务出队后，底层线程池中会提供一条线程供这个任务执行，任务执行完毕后这条线程再回到线程池。这样队列中的任务反复调度，因为是同步的，所以当我们用currentThread打印的时候，就是同一条线程。

• 如果队列中存放的是异步的任务，（注意异步可以开线程），当任务出队后，底层线程池会提供一个线程供任务执行，因为是异步执行，队列中的任务不需等待当前任务执行完毕就可以调度下一个任务，这时底层线程池中会再次提供一个线程供第二个任务执行，执行完毕后再回到底层线程池中。

• 这样就对线程完成一个复用，而不需要每一个任务执行都开启新的线程，也就从而节约的系统的开销，提高了效率。在iOS7.0的时候，使用GCD系统通常只能开5，8条线程，iOS8.0以后，系统可以开启很多条线程，但是实在开发应用中，建议开启线程条数：3，5条最为合理。

  
  
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首先执行任务1，这是肯定没问题的，只是接下来，程序遇到了同步线程，那么它会进入等待，等待任务2执行完，然后执行任务3。但这是队列，有任务来，当然会将任务加到队尾，然后遵循FIFO原则执行任务。那么，现在任务2就会被加到最后，任务3排在了任务2前面，问题来了：
任务3要等任务2执行完才能执行，任务2又排在任务3后面，意味着任务2要在任务3执行完才能执行，所以他们进入了互相等待的局面。【既然这样，那干脆就卡在这里吧】这就是死锁。

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案例二：

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首先执行任务1，接下来会遇到一个同步线程，程序会进入等待。等待任务2执行完成以后，才能继续执行任务3。从dispatch_get_global_queue可以看出，任务2被加入到了全局的并行队列中，当并行队列执行完任务2以后，返回到主队列，继续执行任务3。

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案例四：

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首先，将【任务1、异步线程、任务5】加入MainQueue中，异步线程中的任务是：【任务2、同步线程、任务4】。所以，先执行任务1，然后将异步线程中的任务加入到GlobalQueue中，因为异步线程，所以任务5不用等待，结果就是2和5的输出顺序不一定。然后再看异步线程中的任务执行顺序。任务2执行完以后，遇到同步线程。将同步线程中的任务加入到MainQueue中，这时加入的任务3在任务5的后面。当任务3执行完以后，没有了阻塞，程序继续执行任务4。

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案例五：

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和上面几个案例的分析类似，先来看看都有哪些任务加入了Main Queue：
【异步线程、任务4、死循环、任务5】。
在加入到Global Queue异步线程中的任务有：
【任务1、同步线程、任务3】。第一个就是异步线程，任务4不用等待，
所以结果任务1和任务4顺序不一定。任务4完成后，程序进入死循环，
Main Queue阻塞。但是加入到Global Queue的异步线程不受影响，
继续执行任务1后面的同步线程。同步线程中，将任务2加入到了主线程，
并且，任务3等待任务2完成以后才能执行。这时的主线程，已经被死循环阻塞了。
所以任务2无法执行，当然任务3也无法执行，在死循环后的任务5也不会执行。

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