1.多線程概念

• 1.什么是多線程
  事實上，同一時間內單核的CPU只能執(zhí)行一個線程，多線程是CPU快速的在多個線程之間進行切換（調度），造成了多個線程同時執(zhí)行的假象。
  如果是多核CPU就真的可以同時處理多個線程了。
• 2.為什么要用多線程
  多線程的目的是為了同步完成多項任務，通過提高系統(tǒng)的資源利用率來提高系統(tǒng)的效率
• 3.多線程的優(yōu)缺點
  1.優(yōu)點
  能適當提高程序的運行效率
  能適當提高資源利用率(CPU、內存利用率)
  2.缺點
  開啟線程需要占用一定的內存空間（默認情況下，主線程占用1M，子線程占用512KB），如果開啟大量的線程，會占用大量的內存空間，降低程序的性能
  線程越多，CPU在調度線程上的開銷就越大
  程序設計更加復雜：比如線程之間的通信、多線程的數(shù)據(jù)共享

2.多線程的實現(xiàn)方式

（1）pthread(POSIX Threads)：一套C語言編寫的跨平臺多線程API，使用難度大，需要手動管理線程生命周期。
（2）NSThread：面向對象操作線程，使用相對簡單，需要手動管理線程生命周期。
（3）GCD：蘋果多核編程解決方案，使用起來非常方便。需要自己實現(xiàn)如：限制并發(fā)數(shù)，任務間的依賴等功能。自動管理線程生命周期。
（4）NSOperation：基于GCD的封裝，面向對象操作線程，提供了比GCD更豐富的API：限制最大并發(fā)數(shù)，設置任務依賴關系。但是它不能直接使用，因為它是一個抽象類，可以繼承它或者使用系統(tǒng)定義NSInvocationOperation或NSBlockOperation。自動管理線程生命周期。

3.GCD

• 任務：任務就是執(zhí)行操作，指的是block中的代碼
  同步執(zhí)行（sync）：是指不具備開辟新線程的能力
  異步執(zhí)行（async）：不會阻塞主線程，會開啟新線程執(zhí)行任務，在后臺執(zhí)行

• 隊列：
  這里的隊列就是任務隊列，即用來存放任務的隊列。隊列是一種特殊的線性表，采用先進先出（FIFO）的原則，
  每次新任務都會被插入到隊列尾部，而執(zhí)行隊列中的任務時，會從隊列頭部開始讀取并執(zhí)行。

• GCD中有兩種隊列：串行隊列和并行隊列
  1.并行隊列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）：可以多個任務同時進行，也就會開啟多個線程執(zhí)行任務。交替執(zhí)行。
  2.串行隊列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）：任務一個接著一個執(zhí)行，也就是一個任務執(zhí)行完后，下一個任務就開始。一個接著一個執(zhí)行。

• 特殊隊列
  1.全局隊列 dispatch_get_global_queue ，全局隊列就是并行隊列，供整個應用使用；需要兩個參數(shù)，第一個是隊列優(yōu)先級（DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT），第二個0即可(官方文檔說：For future use)
  2.主隊列 dispatch_get_main_queue ，主隊列就是串行隊列，在應用啟動時，就創(chuàng)建好了，所以我們要用的時候就直接拿來用而不需要創(chuàng)建

• 任務隊列組合情況
  1.異步 + 串行 可以開辟新線程，但是任務只能一個一個取，所以沒必要開辟新線程 結果：單線程
  2.異步 + 并行 可以開辟多線程，前一個任務一旦執(zhí)行，就可以調度下一個任務 結果 ：多線程
  3.同步 + 串行 即不可以開辟新線程，也不可以不等待前一任務完成就調度，完全沒必要開辟新線程 結果： 單線程
  4.同步 + 并行 不可以開辟新線程，但是可以前一個任務一旦執(zhí)行，就可以調度下一個任務 結果：單線程
  5.同步+主隊列 死鎖
  6.異步+主隊列 只在主線程中執(zhí)行任務，執(zhí)行完一個任務，再執(zhí)行下一個任務

• 三種死鎖情況(隊列阻塞)
  1.主線程主隊列嵌套同步隊列
  2.同步串行嵌套同步串行任務
  3.異步串行嵌套同步串行任務

  3.1GCD常用方法

  • 1.柵欄函數(shù)
    dispatch_barrier_sync(myconcurrent, ^{ }); 作用相同，但是這個會堵塞線程，影響后面的執(zhí)行
    dispatch_barrier_async(myconcurrent, ^{ }); 前面的任務執(zhí)行完畢，才會來到這里，不影響后面任務的執(zhí)行

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("testqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"start");

        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"----1-----%@", [NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"----2-----%@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_barrier_sync(queue, ^{
            NSLog(@"----barrier-----%@", [NSThread currentThread]);
        });
    NSLog(@"center");

        
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"----3-----%@", [NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"----4-----%@", [NSThread currentThread]);
        });
    NSLog(@"end");

    //結果 12結束后再執(zhí)行34
    //dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync區(qū)別 (都是在柵欄函數(shù)之前的先執(zhí)行，在柵欄后面的后執(zhí)行)
    //dispatch_barrier_async不會阻塞當前線程block添加到queue中后就會立即返回執(zhí)行線程中后面的方法
    //dispatch_barrier_sync會阻塞當前線程

• 2.GCD延時方法
  dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ });
• 3.只執(zhí)行一次操作(單例創(chuàng)建)
  static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{});
• 4.快速迭代方法 (同時遍歷)
  dispatch_queue_t global_queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
  dispatch_apply(6, global_queue, ^(size_t index) {
  NSLog(@"%zd %@", index, [NSThread currentThread]);
  });
• 5.隊列組dispatch_group_t
  第一種 會阻塞主線程，等待上面的任務執(zhí)行完，再繼續(xù)向下執(zhí)行
  dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
  第二種 不會阻塞主線程，等待上面的任務執(zhí)行完，該block就會執(zhí)行 (推薦)
  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"回到主線程 %@", [NSThread currentThread]); });
• 6.信號量dispatch_semaphore_t
  dispatch_semaphore_wait當信號量的值大于0時，信號量會減1，當信號量的值等于0時，阻塞線程直到該信號量的值大于0或者達到等待時間
  dispatch_semaphore_signal釋放信號量，使得該信號量的值加1
  作用
  實現(xiàn)異步任務同步執(zhí)行
  限制最大并發(fā)數(shù)

dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(3);
        dispatch_semaphore_signal(sem);

        NSLog(@"A   --thread:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(3);
        dispatch_semaphore_signal(sem);
        NSLog(@"B   --thread:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);


    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(3);
        NSLog(@"C   --thread:%@", [NSThread currentThread]);
        dispatch_semaphore_signal(sem);
    });
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);

4.NSOperation

• 1.什么是NSOperation
  1.NSOperation是Apple提供給開發(fā)者的一套多線程解決方案，實際上是基于GCD的一套更高級封裝，完全Objective-C代碼。簡單、易用、代碼可讀性高。
  2.NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現(xiàn)多線程，因為默認情況下NSOperation單獨使用時是系統(tǒng)同步執(zhí)行操作，并沒有開啟新線程的能力，只有配合NSOperationQueue才能實現(xiàn)異步執(zhí)行
  3.因為NSOperation是基于GCD的，那么使用起來也和GCD差不多，其中，NSOperation相當于GCD中的任務，而NSOperationQueue則相當于GCD中的隊列。
• 2.NSOperation實現(xiàn)多線程的使用步驟分為三步：
  1.創(chuàng)建任務 NSBlockOperation/NSInvocationOperation
  2.創(chuàng)建隊列 NSOperationQueue
  主隊列NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
  其它隊列NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];根據(jù)maxConcurrentOperationCount是否串行 1串行 >1并發(fā)默認并發(fā)
• 3.操作依賴

// 1.創(chuàng)建隊列
   NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

   // 2.創(chuàng)建操作
   NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       for (int i = 0; i < 2; i++) {
           [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操作
           NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
       }
   }];
   NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       for (int i = 0; i < 2; i++) {
           [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時操作
           NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當前線程
       }
   }];

   // 3.添加依賴
   [op2 addDependency:op1]; // 讓op2 依賴于 op1，則先執(zhí)行op1，在執(zhí)行op2

   // 4.添加操作到隊列中
   [queue addOperation:op1];
   [queue addOperation:op2];