<a name="(二)">（二）為什么需要學(xué)習(xí)多線程</a>

因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行中，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、圖片加載、文件處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、任務(wù)執(zhí)行等等這些操作都需要放到異步線程中進(jìn)行處理，這也顯得多線程的重要性

<a name="(三)">（三）多線程任務(wù)執(zhí)行方式</a>

主要分為兩種：串行和并行

串行：（簡(jiǎn)易）指的是多個(gè)任務(wù)按照一定順序執(zhí)行（任務(wù)執(zhí)行有順序依賴關(guān)系），例如有三個(gè)任務(wù)執(zhí)行，并且需要的執(zhí)行順序是 線程1->線程2->線程3，那么這三個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢所需的時(shí)間就是 t1 + t2 + t3

串行.png

并行：（簡(jiǎn)易）并發(fā)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)（任務(wù)執(zhí)行沒(méi)有順序依賴關(guān)系），例如有三個(gè)任務(wù)執(zhí)行，假設(shè)任務(wù)2的執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)，那么這三個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢所需的時(shí)間就是 t2

并行.png

<a name="(四)">（四）多線程執(zhí)行的原理</a>

單核操作系統(tǒng)執(zhí)行多線程.png

多核操作系統(tǒng)執(zhí)行多線程.png

<a name="(五)">（五）多線程的優(yōu)缺點(diǎn)</a>

優(yōu)點(diǎn)：
（1）簡(jiǎn)化了變成模型：可以將原本放在一個(gè)線程中執(zhí)行的一些耗時(shí)或較為大的任務(wù)進(jìn)行分割到多個(gè)線程中執(zhí)行
（2）更加輕量級(jí)
（3）提高了執(zhí)行效率
（4）提高資源利用率
缺點(diǎn)：
（1）增加了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性：因?yàn)樵诙嗑€程中我們需要處理的最大問(wèn)題就是資源共享問(wèn)題和數(shù)據(jù)讀寫問(wèn)題，如果兩個(gè)線程同時(shí)修改同一個(gè)數(shù)據(jù)或?qū)傩?，就?huì)出現(xiàn)問(wèn)題，所以在一定程度上增加了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性
（2）占用內(nèi)存空間：因?yàn)槿绻环謭?chǎng)合隨意使用多線程的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致程序內(nèi)存的增加，這對(duì)客戶端開發(fā)來(lái)說(shuō)是一個(gè)絕對(duì)不能忽視的問(wèn)題，所以我們需要適度、合理的使用多線程開發(fā)
（3）增加CPU調(diào)度開銷：因?yàn)樵诙嗑€程執(zhí)行任務(wù)時(shí)，是使用時(shí)間片調(diào)度的方式進(jìn)行的，頻繁的切換時(shí)間片，必然會(huì)增大CPU的調(diào)度開銷

<a name="(六)">（六）在iOS開發(fā)中的多線程實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案</a>

iOS多線程實(shí)現(xiàn)技術(shù)方法.png

下面就通過(guò)Demo對(duì)這四種方式進(jìn)行一一解釋

<a name="(A)">（A）PThread</a>

#pragma mark ---- 測(cè)試 pThread
/**
 測(cè)試 pThread
 */
- (IBAction)runPThread:(id)sender {
    
    NSLog(@"我是在主線程中執(zhí)行\(zhòng)n\n");
    pthread_t pthread;
    
    pthread_create(&pthread, NULL, run, NULL);
}
/**
 C語(yǔ)言函數(shù)
*/
void * run(void * data){
    
    NSLog(@"我是在子線程中執(zhí)行\(zhòng)n\n");

    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
        NSLog(@"%d \n\n",i);
        sleep(1);
    }
    
    return NULL;
}

從代碼中可以看出pThread的創(chuàng)建執(zhí)行其實(shí)也是比較簡(jiǎn)單的，不過(guò)實(shí)現(xiàn)過(guò)程是通過(guò)C語(yǔ)言進(jìn)行的，從創(chuàng)建方法pthread_create(<#pthread_t _Nullable *restrict _Nonnull#>, <#const pthread_attr_t *restrict _Nullable#>, <#void * _Nullable (* _Nonnull)(void * _Nullable)#>, <#void *restrict _Nullable#>)可以看出，第一個(gè)參數(shù)是需要一個(gè)pthread 對(duì)象指針，第三個(gè)是需要一個(gè)C語(yǔ)言函數(shù)方法（就當(dāng)于OC中綁定的執(zhí)行方法），至于第二個(gè)和第四個(gè)參數(shù)，暫時(shí)沒(méi)有什么用（其實(shí)偶也不曉得什么作用）可以直接傳入NULL

pthread運(yùn)行結(jié)果.png

控制臺(tái).png

<a name="(B)">（B）NSThread</a>

NSThread可能是我們?cè)贠C開發(fā)中接觸最早的多線程實(shí)現(xiàn)技術(shù)，而且NSThread的實(shí)現(xiàn)多線程的方式也有三種，下面就通過(guò)代碼做解釋

NSThread的實(shí)現(xiàn)方式一：

#pragma mark ---- 測(cè)試 NSThread
/**
 測(cè)試 NSThread
 */
- (IBAction)runNSThread:(id)sender {
    NSLog(@"我是在主線程中執(zhí)行\(zhòng)n");
    /*
     創(chuàng)建方式 1 ：通過(guò) alloc initWithTarget 進(jìn)行創(chuàng)建
     好處：可以通過(guò) NSThread 對(duì)象設(shè)置一些線程屬性；例如線程 名字
     */
    NSThread * thread1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(runThread1) object:nil];
    [thread1 setName:@"Name_Thread1"];// 設(shè)置線程名字
    [thread1 setThreadPriority:0.1];// 設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)
    [thread1 start];
    
    NSThread * thread2 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(runThread1) object:nil];
    [thread2 setName:@"Name_Thread2"];// 設(shè)置線程名字
    [thread2 setThreadPriority:0.5];// 設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)
    [thread2 start];
}
/// 方式一
-(void)runThread1{
    for (int i = 11; i <= 20; i++) {
        
        NSLog(@"%d -- %@",i,[NSThread currentThread].name);
        sleep(1);
        if (i == 20) {
            [self performSelectorOnMainThread:@selector(runMainThread) withObject:nil waitUntilDone:YES];
        }
    }
}
-(void)runMainThread{
    NSLog(@" 回調(diào)主線程");
}

NSThread方式一.png

方式一是通過(guò) alloc initWithTarget 進(jìn)行創(chuàng)建，這種方式的好處是可以通過(guò) NSThread 對(duì)象設(shè)置一些線程屬性；例如線程 名字，從控制臺(tái)信息可以看出來(lái)，當(dāng)設(shè)置了不同的NSThread對(duì)象的優(yōu)先級(jí)屬性，可以控制其執(zhí)行的順序，優(yōu)先級(jí)越高，越先執(zhí)行；而設(shè)置名字屬性后，可以通過(guò)調(diào)試監(jiān)控當(dāng)前所處線程，便于問(wèn)題分析

NSThread的實(shí)現(xiàn)方式二：

    // 創(chuàng)建方式 2 ：通過(guò) detachNewThreadSelector 方式創(chuàng)建并執(zhí)行線程
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(runThread2) toTarget:self withObject:nil];

/// 方式二綁定方法

-(void)runThread2{
    NSLog(@"我是在子線程中執(zhí)行\(zhòng)n\n");
    for (int i = 11; i <= 20; i++) {
        NSLog(@"%d \n\n",i);
        sleep(1);
        if (i == 20) {
            [self performSelectorOnMainThread:@selector(runMainThread) withObject:nil waitUntilDone:YES];
        }
    }
}

NSThread方式二.png

NSThread的實(shí)現(xiàn)方式三：

    // 創(chuàng)建方式 3 ：通過(guò) performSelectorInBackground 方式創(chuàng)建并執(zhí)行線程
    [self performSelectorInBackground:@selector(runThread3) withObject:nil];

/// 方式三綁定方法

/// 方式三
-(void)runThread3{
    NSLog(@"我是在子線程中執(zhí)行\(zhòng)n");
    for (int i = 21; i <= 30; i++) {
        NSLog(@"%d \n",i);
        sleep(1);
        if (i == 30) {
            [self performSelectorOnMainThread:@selector(runMainThread) withObject:nil waitUntilDone:YES];
        }
    }
}

NSThread方式三.png

在三組控制臺(tái)輸出結(jié)果對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，三種方式都能達(dá)到預(yù)期效果

<a name="(C)">（C）GCD</a>

關(guān)于GCD可能也是我們開發(fā)過(guò)程中使用最多的一種方式，但是大多數(shù)可能都只是只知其一，不知其二，會(huì)用其中一兩個(gè)方法，就覺(jué)得會(huì)用GCD啦，其實(shí)這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，那我們就一起來(lái)探討一下GCD的強(qiáng)大之處：

1、GCD的描述：
純C語(yǔ)言開發(fā)，是蘋果公司為多核的并行運(yùn)算提出的解決方案，會(huì)自動(dòng)利用更多的CPU內(nèi)核（比如雙核、四核），可以自動(dòng)管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程）。
2、GCD的兩個(gè)核心
2.1 任務(wù)
執(zhí)行的操作,在GCD中，任務(wù)是通過(guò) block來(lái)封裝的。并且任務(wù)的block沒(méi)有參數(shù)也沒(méi)有返回值。
2.2 隊(duì)列存放任務(wù)包括
串行隊(duì)列
并發(fā)隊(duì)列
主隊(duì)列
全局隊(duì)列

首先還是像上面一樣通過(guò)簡(jiǎn)單Demo看看它的基本功能：

#pragma mark ---- 測(cè)試 GCD
- (IBAction)runGCD:(id)sender {
    NSLog(@"執(zhí)行 GCD");
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@" start tast 1");
        // 執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)
        [NSThread sleepForTimeInterval:3];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
           
            NSLog(@"回調(diào)主線程刷新UI");
        });
    });
}

打印結(jié)果：

GCD打印輸出.png

同樣能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的功能，接下來(lái)就一步步的來(lái)具體分析GCD：

<a name="(1)">(1) dispatch_get_global_queue 探究：</a>

GCD測(cè)試1.png

/*
第一個(gè)參數(shù)設(shè)置隊(duì)列 優(yōu)先級(jí)，這樣可以控制任務(wù)開始執(zhí)行的先后順序，第二個(gè)參數(shù)沒(méi)有用到
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 高優(yōu)先級(jí)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 默認(rèn)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低優(yōu)先級(jí)
*/
dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)

GCD_global優(yōu)先級(jí).png

這樣可以根據(jù)自己的需要控制任務(wù)開始執(zhí)行的先后順序。但是如果想讓任務(wù)結(jié)束的時(shí)間也按照我們的意愿進(jìn)行，那就需要使用到串行隊(duì)列，我們可以根據(jù)需要自定義串行隊(duì)列或者并行隊(duì)列

/*
自定義隊(duì)列 queue
參數(shù)一：隊(duì)列標(biāo)識(shí)符
參數(shù)二：定義隊(duì)列是串行還是并行，NULL（默認(rèn)）或者 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 為串行，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并行隊(duì)列
*/
dispatch_queue_create(<#const char * _Nullable label#>, <#dispatch_queue_attr_t  _Nullable attr#>)

自定義串行隊(duì)列.png

自定義并行隊(duì)列.png

由上面的這列張圖所示的輸出信息可以清楚的看出自定義串行隊(duì)列和并行隊(duì)列的區(qū)別。

<a name="(2)">（2）dispatch_group的探索：</a>

隊(duì)列組就是可以對(duì)多個(gè)隊(duì)列進(jìn)行操作的一個(gè)組，在隊(duì)列組中可以對(duì)不同隊(duì)列進(jìn)行操作監(jiān)聽結(jié)果等等，首先來(lái)說(shuō)一下隊(duì)列組的監(jiān)聽方法dispatch_group_notify的用法：

NSLog(@"執(zhí)行GCD");
   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("GCD_Group", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
   dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
   dispatch_group_async(group, queue, ^{
       NSLog(@"start task 1");
       [NSThread sleepForTimeInterval:2];
       NSLog(@"end task 1");
   });
   dispatch_group_async(group, queue, ^{
       NSLog(@"start task 2");
       [NSThread sleepForTimeInterval:2];
       NSLog(@"end task 2");
   });
   dispatch_group_async(group, queue, ^{
       NSLog(@"start task 3");
       [NSThread sleepForTimeInterval:2];
       NSLog(@"end task 3");
   });
   /// group 組的監(jiān)聽通知，所有task結(jié)束之后回調(diào)
   dispatch_group_notify(group, queue, ^{
       NSLog(@"All tasks over");
       /*
           并非另外開辟一個(gè)新線程，而是在三個(gè)任務(wù)中的其中一個(gè)子線程進(jìn)行回調(diào)，
           所以如果需要進(jìn)行刷新 UI的話，需要回調(diào)到主線程處理
        */
       dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
           NSLog(@"回調(diào)主線程刷新UI");
       });
   });

運(yùn)行結(jié)果為：

組隊(duì)咧監(jiān)聽通知.png

特殊情況隊(duì)列組.png

特殊情況隊(duì)列組輸出.png

使用dispatch_group_enter監(jiān)聽.png

dispatch_group_enter監(jiān)聽結(jié)果.png

<a name="(3)">（3）dispatch_once探究：</a>

dispatch_once是GCD提供的一種創(chuàng)建單例的API方法，因?yàn)樵谖覀兊膶?shí)際開發(fā)過(guò)程中，單例也是非常常用的一個(gè)場(chǎng)景，例如全局的數(shù)據(jù)、公共對(duì)象等等這些都需要通過(guò)單例進(jìn)行處理，而單例顧名思義，就是在工程的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中只會(huì)創(chuàng)建一次，然后會(huì)存在于內(nèi)存中。例如：

/// 單例的創(chuàng)建
+(instancetype)instance {
    static dispatch_once_t onceToken;
    static SingleTest * inst = nil;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSLog(@"初始化單例對(duì)象");
        inst = [[SingleTest alloc]init];
    });
    return inst;
}

調(diào)用方法

單例輸出.png

從輸出也可以看出來(lái)，只有當(dāng)?shù)谝淮吸c(diǎn)擊方法時(shí)會(huì)創(chuàng)建對(duì)象，之后點(diǎn)擊方法時(shí)將不會(huì)在次創(chuàng)建對(duì)象，所有打印的對(duì)象內(nèi)存地址都相同，證明是同一個(gè)單例對(duì)象

<a name="(4)">（4）dispatch_after探究：</a>

延遲執(zhí)行.png

這是GCD中提供的一個(gè)延時(shí)操作API，使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是在個(gè)方法會(huì)存在一個(gè)陷阱，當(dāng)延時(shí)操作開始之后將無(wú)法取消，所以當(dāng)在一個(gè)界面執(zhí)行延時(shí)操作時(shí)，界面消失之后仍然會(huì)執(zhí)行操作，這樣就可能造成程序crash，所以使用的時(shí)候需要多加注意。以上就是對(duì)GCD進(jìn)行的一個(gè)簡(jiǎn)單了解

<a name="(D)">（D）NSOperation</a>

1、NSOperation簡(jiǎn)介
1.1 NSOperation與GCD的區(qū)別：
OC語(yǔ)言中基于 GCD 的面向?qū)ο蟮姆庋b;
使用起來(lái)比 GCD 更加簡(jiǎn)單;
提供了一些用 GCD 不好實(shí)現(xiàn)的功能;
蘋果推薦使用，使用 NSOperation 程序員不用關(guān)心線程的生命周期
1.2 NSOperation的特點(diǎn)
NSOperation 是一個(gè)抽象類，抽象類不能直接使用,必須使用它的子類
抽象類的用處是定義子類共有的屬性和方法

2、核心概念
將操作添加到隊(duì)列，異步執(zhí)行。相對(duì)于GCD創(chuàng)建任務(wù)，將任務(wù)添加到隊(duì)列。
將NSOperation添加到NSOperationQueue就可以實(shí)現(xiàn)多線程編程

3、操作步驟
先將需要執(zhí)行的操作封裝到一個(gè)NSOperation對(duì)象中
然后將NSOperation對(duì)象添加到NSOperationQueue中
系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將NSOperationQueue中的NSOperation取出來(lái)
將取出的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執(zhí)行

<a name="(D1)">（1）NSInvocationOperation探究</a>

NSInvocationOperation.png

<a name="(D2)">（2）NSBlockOperation探究</a>

NSBlockOperation.png

<a name="(D3)">（3）NSOperationQueue探究</a>

首先來(lái)看一下其相關(guān)的概念及關(guān)鍵詞

概念.png

NSOperationQueue.png

<a name="(D4)">（4）自定義NSOperation子類探究 </a>

首先我們可以創(chuàng)建一個(gè)NSOperation的子類，并且重寫main方法，在代碼中是一個(gè)什么效果呢？

自定義NSOperation子類.png

調(diào)用與輸出結(jié)果.png

<a name="(D4.1)">（4.1）maxConcurrentOperationCount 屬性： </a>

未設(shè)置并發(fā)數(shù)時(shí)，默認(rèn)所有任務(wù)同時(shí)并發(fā)執(zhí)行

未設(shè)置并發(fā)數(shù).png

最大并發(fā)數(shù).png

<a name="(D4.2)">（4.2）addDependency 方法添加依賴： </a>

一般在我們的實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，會(huì)遇到異步任務(wù)一需要等待異步任務(wù)二完成之后才能執(zhí)行，這種情況下可以就會(huì)想到使用多線程的依賴進(jìn)行實(shí)現(xiàn)（當(dāng)然使用上面說(shuō)的GCD也可以），那下面就說(shuō)一下 NSOperation中的addDependency方法：

addDependency.png

   [customA addDependency:customC];
   [customC addDependency:customB];
   [customB addDependency:customD];

這三句表示的依賴關(guān)系是：customA -> customC -> customB -> customD``customA任務(wù)需要在customC任務(wù)執(zhí)行之后才能執(zhí)行；customC任務(wù)需要在customB任務(wù)執(zhí)行之后才能執(zhí)行；customB任務(wù)需要在customD任務(wù)執(zhí)行之后才能執(zhí)行【注意：customD任務(wù)不能再依賴于customA任務(wù),否則就會(huì)造成死鎖】；使用看到了最終控制臺(tái)輸出的順序效果。

當(dāng)然上面這是一種理想的狀態(tài)，如果出現(xiàn)了下面這種 “ 變態(tài) ” 情況，這種依賴關(guān)系還可靠嗎？？？
當(dāng)自定NSOperation的自定義類中的main方法執(zhí)行的是一個(gè)異步任務(wù)：

-(void)main{  
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        if (self.cancelled) {
            return ;
        }
        NSLog(@"---%@",self.operName);
    });
}

輸出的打印順序如下：

依賴異常.png