多線程

進(jìn)程:
1，是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序，操作系統(tǒng)分配資源的基本單位
2，在系統(tǒng)中正在運(yùn)行的一個(gè)應(yīng)用程序，就是一段程序執(zhí)行過程，我們可以理解為手機(jī)上的一個(gè)app
3，每個(gè)進(jìn)程之間是獨(dú)立的，每個(gè)進(jìn)程均運(yùn)行在其專用且受保護(hù)的內(nèi)存空間內(nèi)，擁有獨(dú)立運(yùn)行所需的全部資源

線程：
1，程序執(zhí)行流的最小單位，線程是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體
2，一個(gè)進(jìn)程要想執(zhí)行任務(wù)，必須至少要有一條線程，應(yīng)用程序啟動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)開啟一跳線程，這就是主線程

進(jìn)程和線程的關(guān)系

1，線程是進(jìn)程的執(zhí)行單元，進(jìn)程的所有任務(wù)都在線程中執(zhí)行
2，線程是cpu分配資源和調(diào)度的最小單位
3，一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少要有一個(gè)線程
4，同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程共享進(jìn)程資源

多進(jìn)程，多線程

1，進(jìn)程是程序在計(jì)算機(jī)上的一個(gè)執(zhí)行活動(dòng)，當(dāng)你運(yùn)行一個(gè)程序，你就啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程，顯然程序是死的（靜態(tài)的），進(jìn)程是活的（動(dòng)態(tài)的）
2，進(jìn)程分為系統(tǒng)進(jìn)程和用戶進(jìn)程，用于完成操作系統(tǒng)的各種功能的進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)程，所有由用戶啟動(dòng)的進(jìn)程都是用戶進(jìn)程，進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的單位
3，進(jìn)程又被細(xì)化為線程，也就是一個(gè)進(jìn)程下有多個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的更小單位，在同一個(gè)時(shí)間同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中如果允許兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程出于運(yùn)行狀態(tài)，這便是多線程。

1，同一時(shí)間，cpu只能處理一條線程，只有1條線程在執(zhí)行。多線程并發(fā)執(zhí)行，其實(shí)是cpu快速的在多條線程之間調(diào)度（切換），如果cpu調(diào)度線程的時(shí)間足夠快，就能造成多線程并發(fā)執(zhí)行的假象
2，如果線程非常非常多，cpu會(huì)在N多線程之間調(diào)度，消耗大量的cpu資源，每條線程被調(diào)度執(zhí)行的頻次會(huì)降低（線程的執(zhí)行效率降低）
3，優(yōu)點(diǎn)：能適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率，能適當(dāng)提高資源利用率
4，缺點(diǎn)：開啟線程會(huì)占用一定的內(nèi)存（主線程1m 子線程512kb），如果開啟大量的線程，會(huì)占用大量的內(nèi)存空間，降低程序的性能，線程越多，cpu在調(diào)度線程上的開銷就越大，程序設(shè)計(jì)的更加復(fù)雜：比如線程之間的通信，多線程的數(shù)據(jù)共享

任務(wù)、隊(duì)列

任務(wù)：就是執(zhí)行操作的意思，執(zhí)行任務(wù)的方式有兩種：同步執(zhí)行（sync）和異步執(zhí)行（async）
同步：同步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中，在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前，會(huì)一直等待，知道隊(duì)列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行，即會(huì)阻塞線程，只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)（是當(dāng)前線程，不一定是主線程），不具備開啟新線程的能力
異步：線程會(huì)立即返回，無需等待就會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下面的任務(wù)，不阻塞當(dāng)前線程，可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力（并不一定開啟新線程），如果不是添加到主隊(duì)列上，異步會(huì)在子線程中執(zhí)行任務(wù)

隊(duì)列

這里的隊(duì)列指執(zhí)行任務(wù)的等待隊(duì)列，用來存放任務(wù)的隊(duì)列，隊(duì)列是一種特殊的線性標(biāo)，采用先進(jìn)先出的原則，新任務(wù)總是被插入到隊(duì)列的末尾，而讀取任務(wù)的時(shí)候總是從隊(duì)列的頭部開始讀取，每讀取一個(gè)任務(wù)，則從隊(duì)列中釋放一個(gè)任務(wù)
在GCD中有兩種隊(duì)列，串行隊(duì)列和并發(fā)隊(duì)列，兩者都符合先進(jìn)先出的原則，兩者的主要區(qū)別是執(zhí)行順序不同，以及開啟線程數(shù)不同。

串行隊(duì)列：同一時(shí)間，隊(duì)列中只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，只有當(dāng)前的任務(wù)執(zhí)行完成之后，才能執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)，主隊(duì)列是主線程上的一個(gè)串行隊(duì)列，是系統(tǒng)自動(dòng)為我們創(chuàng)建的
并發(fā)隊(duì)列：同時(shí)允許多個(gè)任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)隊(duì)列的并發(fā)功能只有在異步函數(shù)下才有效

iOS中的多線程

主要有三種：NSThread、NSoperationQueue、GCD

NSThread：輕量級(jí)別的多線程技術(shù)
是我們自己手動(dòng)開辟的子線程，如果使用的是初始化方式就需要我們自己啟動(dòng)，如果使用的是構(gòu)造器方式他就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，只要是我們手動(dòng)開辟的線程，都需要我們自己管理該線程，不只是啟動(dòng)，還有該線程使用完畢后的資源回收

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GCD對(duì)比NSOprationQueue
1，gcd執(zhí)行效率更高，而且由于隊(duì)列中執(zhí)行的是block構(gòu)成的任務(wù)，這是一個(gè)輕量級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，寫起來方便
2，gcd只支持先進(jìn)先出FIFO的隊(duì)列，而且NSOperationQueue可以通過設(shè)置最大并發(fā)數(shù)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)，添加依賴關(guān)系等調(diào)整執(zhí)行順序
3，NSOperationQueue甚至可以跨隊(duì)列設(shè)置依賴關(guān)系，但是gcd只能通過設(shè)置串行隊(duì)列，或者在隊(duì)列內(nèi)添加barrier任務(wù)，才能控制執(zhí)行順序，較為復(fù)雜
4，NSOperationQueue面向?qū)ο螅灾С諯VO，可以監(jiān)測(cè)operation是否正在執(zhí)行 是否結(jié)束 是否取消
（十幾開發(fā)中很多只會(huì)用到異步操作，不會(huì)有特別復(fù)雜的線程關(guān)系管理，所以蘋果推薦優(yōu)化完善，運(yùn)行快速的gcd是首選 如果考慮異步操作之間的事務(wù)性，順序性，依賴關(guān)系，gcd需要自己寫很多的代碼來實(shí)現(xiàn)，而NSOperationQueue已經(jīng)內(nèi)建了這些支持，NSThread需要我們自己去管理線程的生命周期，還要考慮線程同步，加鎖問題，造成一些性能上的開銷）

GCD

GCD共有三種隊(duì)列類型

main queue：通過dispatch-get-main-queue（）獲得，這是一個(gè)與主線程相關(guān)的串行隊(duì)列
global queue：全局隊(duì)列是并發(fā)隊(duì)列，由整個(gè)進(jìn)程共享，存在高中低三種優(yōu)先級(jí)的全局隊(duì)列，調(diào)用dispath-get-global-queue并傳入優(yōu)先級(jí)來訪問隊(duì)列
自定義隊(duì)列：通過函數(shù)dispatch-queue-create創(chuàng)建的隊(duì)列

死鎖

死鎖就是隊(duì)列引起的循環(huán)等待
一個(gè)比較常見的死鎖例子：主隊(duì)列同步

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同樣下面的代碼也會(huì)造成死鎖：

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外面的函數(shù)無論是同步還是異步都會(huì)造成死鎖
這是因?yàn)槔锩娴娜蝿?wù)和外面的任務(wù)都在同一個(gè)隊(duì)列內(nèi)
又是同步，這就和上邊主隊(duì)列同步的例子一樣造成了死鎖
解決方法也和上邊一樣，將里面的同步改成異步或者將隊(duì)列換成串行或并行

GCD任務(wù)執(zhí)行順序

串行隊(duì)列先異步后同步

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打印順序： 13245
原因是: 首先先打印 1 接下來將任務(wù) 2 其添加至串行隊(duì)列上，由于任務(wù) 2 是異步，不會(huì)阻塞線程，繼續(xù)向下執(zhí)行，打印 3 然后是任務(wù) 4,將任務(wù) 4 添加至串行隊(duì)列上，因?yàn)槿蝿?wù) 4 和任務(wù) 2 在同一串行隊(duì)列，根據(jù)隊(duì)列先進(jìn)先出原則， 任務(wù) 4 必須等任務(wù) 2 執(zhí)行后才能執(zhí)行，又因?yàn)槿蝿?wù) 4 是同步任務(wù)，會(huì)阻塞線程，只有執(zhí)行完任務(wù) 4 才能繼 續(xù)向下執(zhí)行打印 5 所以最終順序就是 13245。 這里的任務(wù) 4 在主線程中執(zhí)行，而任務(wù) 2 在子線程中執(zhí)行。 如果任務(wù) 4 是添加到另一個(gè)串行隊(duì)列或者并行隊(duì)列，則任務(wù) 2 和任務(wù) 4 無序執(zhí)行(可以添加多個(gè)任務(wù)看效果)

performSelector

這個(gè)方法要?jiǎng)?chuàng)建提交任務(wù)到runloop上的，而gcd底層創(chuàng)建的線程是默認(rèn)沒有開啟對(duì)應(yīng)runloop的，所有的這個(gè)方法就會(huì)失效
如果改為主隊(duì)列，所在的主線程是默認(rèn)開啟runloop的

延時(shí)函數(shù)

dispatch-after能讓我們添加進(jìn)隊(duì)列的任務(wù)延時(shí)執(zhí)行，該函數(shù)并不是在指定時(shí)間后執(zhí)行處理，而只是在指定時(shí)間追加處理到dispatch-queue

使用dispatch-once實(shí)現(xiàn)單例

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NSOperationQueue的有點(diǎn)

NSOperation、NSOperationQueue是蘋果提供給我們的一套多線程解決方案，十幾上他們是基于GCD更高一層的封裝，完全面對(duì)對(duì)象，但是比GCD更簡單易用、代碼可讀性也更高
1，可以添加任務(wù)依賴，方便控制執(zhí)行順序
2，可以設(shè)定操作執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)
3，任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)控制：isready，isexecuting，isfinished，iscancelled
如果只是重寫NSOperation的main方法，由底層控制變更任務(wù)執(zhí)行及完成狀態(tài)，以及任務(wù)退出。
如果重寫了NSOperation的start方法，自行控制任務(wù)狀態(tài)
系統(tǒng)通過KVO的方式移除isfinished==YES的NSOperation
4，可以設(shè)置最大并發(fā)量

NSOperation 和 NSOperationQueue

操作（operation）：
執(zhí)行操作的意思，換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼
在GCD中是放在block中的，在NSOperation中，使用NSOperation子類NSInvocationOperation、 NSBlockOperation，或者自定義子類來封裝操作。

操作隊(duì)列（operation queue）：
這里的隊(duì)列指操作隊(duì)列，即用來存放操作的隊(duì)列。不同于 GCD 中的調(diào)度隊(duì)列 FIFO（先進(jìn)先出）的原則。 NSOperationQueue 對(duì)于添加到隊(duì)列中的操作，首先進(jìn)入準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)（就緒狀態(tài)取決于操作之間的依賴 關(guān)系），然后進(jìn)入就緒狀態(tài)的操作的開始執(zhí)行順序（非結(jié)束執(zhí)行順序）由操作之間相對(duì)的優(yōu)先級(jí)決定（優(yōu) 先級(jí)是操作對(duì)象自身的屬性）。
操作隊(duì)列通過設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)（maxConcurrentOperationCount）來控制并發(fā)、串行。 NSOperationQueue 為我們提供了兩種不同類型的隊(duì)列：主隊(duì)列和自定義隊(duì)列。主隊(duì)列運(yùn)行在主線程之上， 而自定義隊(duì)列在后臺(tái)執(zhí)行。

自旋鎖與互斥鎖

自旋鎖： 是一種用于保護(hù)多線程共享資源的鎖，與一般互斥鎖（mutex）不同之處在于當(dāng)自旋鎖嘗試獲取鎖時(shí)以忙等 待（busy waiting）的形式不斷地循環(huán)檢查鎖是否可用。當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)沒有執(zhí)行完畢的時(shí)候（被鎖住）， 那么下一個(gè)線程會(huì)一直等待（不會(huì)睡眠），當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)執(zhí)行完畢，下一個(gè)線程會(huì)立即執(zhí)行。 在多 CPU 的環(huán)境中，對(duì)持有鎖較短的程序來說，使用自旋鎖代替一般的互斥鎖往往能夠提高程序的性能。

互斥鎖： 當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)沒有執(zhí)行完畢的時(shí)候（被鎖住），那么下一個(gè)線程會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待任務(wù)執(zhí)行完畢， 當(dāng)上一個(gè)線程的任務(wù)執(zhí)行完畢，下一個(gè)線程會(huì)自動(dòng)喚醒然后執(zhí)行任務(wù)。

總結(jié)： 自旋鎖會(huì)忙等: 所謂忙等，即在訪問被鎖資源時(shí)，調(diào)用者線程不會(huì)休眠，而是不停循環(huán)在那里，直到被鎖 資源釋放鎖。 互斥鎖會(huì)休眠: 所謂休眠，即在訪問被鎖資源時(shí)，調(diào)用者線程會(huì)休眠，此時(shí) cpu 可以調(diào)度其他線程工 作。直到被鎖資源釋放鎖。此時(shí)會(huì)喚醒休眠線程。

優(yōu)缺點(diǎn)：
自旋鎖的優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)樽孕i不會(huì)引起調(diào)用者睡眠，所以不會(huì)進(jìn)行線程調(diào)度，CPU 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)等耗時(shí)操 作。所有如果能在很短的時(shí)間內(nèi)獲得鎖，自旋鎖的效率遠(yuǎn)高于互斥鎖。 缺點(diǎn)在于，自旋鎖一直占用 CPU，他在未獲得鎖的情況下，一直運(yùn)行－－自旋，所以占用著 CPU，如果不 能在很短的時(shí) 間內(nèi)獲得鎖，這無疑會(huì)使 CPU 效率降低。自旋鎖不能實(shí)現(xiàn)遞歸調(diào)用。 自旋鎖：atomic、OSSpinLock、dispatch_semaphore_t 互斥鎖：pthread_mutex、@ synchronized、NSLock、NSConditionLock 、NSCondition、NSRecursiveLock