1. GCD相关
- GCD 简介 (多核编程管理线程)
- GCD 任务和队列(同步和异步任务 并发和串行队列)
- GCD 的使用步骤
- GCD 的基本使用（6种不同组合区别）
| 区别 | 并发队列 | 串行队列 | 主队列 |
|---|---|---|---|
| 同步(sync) | 不开新线程,串行执行 | 不开新线程,串行执行 | 主线程:卡死 辅线程:回到主线程串行执行 |
| 异步(async) | 开线程,并发的执行 | 开线程(1条),串行的执行 | 没有开线程,串行的执行,一般用来回到主线程 |
同步主队列线程卡死的原因：
主线程等待队列任务完成，队列任务同时等待主线程执行
- GCD 线程间的通信(异步主队类回主线程)
- GCD 的其他方法
栅栏方法：dispatch_barrier_async (并发队列确保顺序执行)
重要的一个用法是实现多读单写
@interface UserCenter() {
// 定义一个并发队列
dispatch_queue_t concurrent_queue;
// 用户数据中心, 可能多个线程需要数据访问
NSMutableDictionary *userCenterDic;
}
@end
// 多读单写模型
@implementation UserCenter
- (id)init {
self = [super init];
if (self) {
// 通过宏定义 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 创建一个并发队列
concurrent_queue = dispatch_queue_create("read_write_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 创建数据容器
userCenterDic = [NSMutableDictionary dictionary];
}
return self;
}
- (id)objectForKey:(NSString *)key {
__block id obj;
// 同步读取指定数据
dispatch_sync(concurrent_queue, ^{
obj = [userCenterDic objectForKey:key];
});
return obj;
}
- (void)setObject:(id)obj forKey:(NSString *)key {
// 异步栅栏调用设置数据
dispatch_barrier_async(concurrent_queue, ^{
[userCenterDic setObject:obj forKey:key];
});
}
@end
延时执行方法：dispatch_after(不一定精确,等主线程空闲才会开始执行)
一次性代码（只执行一次）：dispatch_once(单例经常用到且是线程安全的)
快速迭代方法：dispatch_apply
通常我们会用 for 循环遍历，但是 GCD 给我们提供了快速迭代的函数 dispatch_apply。dispatch_apply 按照指定的次数将指定的任务追加到指定的队列中，并等待全部队列执行结束。
dispatch_apply 可以 在多个线程中同时（异步）遍历多个数字。队列组：dispatch_group(有几种的工作使用方式)
(1)dispatch_group_notify
(2)dispatch_group_wait(暂停当前线程（阻塞当前线程），等待指定的 group 中的任务执行完成后，才会往下继续执行)
(3)dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
- 信号量：dispatch_semaphore(线程安全和线程同步（为线程加锁))
2. NSOperation相关
- NSOperation、NSOperationQueue 简介
--是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装，完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。
可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
设定操作执行的优先级。
任务状态的控制。可以很方便的取消一个操作的执行。
使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。
设置最多并发数量
- 任务执行状态控制
- isReady (当前任务是否就绪)
- isExecuting (当前任务是否执行中)
- isFinished (当前任务是否完成)
- isCancelled (当前任务是否取消)
控制方法：
如果只重写main方法，底层控制变更任务执行完成状态，以及任务退出。
如果重写start方法，自行控制任务的状态
- NSOperation、NSOperationQueue 使用步骤
创建操作：先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中。
创建队列：创建 NSOperationQueue 对象。
将操作加入到队列中：将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 对象中。
- NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用
NSOperation 分为三类:NSInvocationOperation NSBlockOperation 自定义继承自 NSOperation 的子类
NSOperationQueue 一共有两种队列：主队列(在主线程中)、自定义队列。
NSOperationQueue 控制串行执行、并发执行 (设置maxConcurrentOperationCount)
NSOperation 操作依赖 (添加addDependency 移除removeDependency)
NSOperation 优先级 (queuePriority 决定开始顺序,并不能替代依赖操作)
NSOperation、NSOperationQueue 线程间的通信 ( [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{.主线程UI操作.}];)
NSOperation、NSOperationQueue 线程同步和线程安全
3. NSThread相关
- pthread
pthread 是一套通用的多线程的 API，可以在Unix / Linux / Windows 等系统跨平台使用，使用 C 语言编写，需要程序员自己管理线程的生命周期，使用难度较大，我们在 iOS 开发中几乎不使用 pthread.
- NSThread
NSThread 是苹果官方提供的，使用起来比 pthread 更加面向对象，简单易用，可以直接操作线程对象。不过也需要需要程序员自己管理线程的生命周期(主要是创建)，我们在开发的过程中偶尔使用 NSThread。比如我们会经常调用[NSThread currentThread]来显示当前的进程信息。
常用方法
先创建线程，再启动线程
// 1. 创建线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 2. 启动线程
[thread start]; // 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法
创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
隐式创建并启动线程
// 1. 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
线程相关用法
// 获得主线程
+ (NSThread *)mainThread;
// 判断是否为主线程(对象方法)
- (BOOL)isMainThread;
// 判断是否为主线程(类方法)
+ (BOOL)isMainThread;
// 获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];
// 线程的名字——setter方法
- (void)setName:(NSString *)n;
// 线程的名字——getter方法
- (NSString *)name;
线程状态控制方法
启动线程方法
- (void)start;
// 线程进入就绪状态 -> 运行状态。当线程任务执行完毕，自动进入死亡状态
阻塞（暂停）线!程方法
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 线程进入阻塞状态
强制停止线程
+ (void)exit;
// 线程进入死亡状态
// 在主线程上执行操作
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray<NSString *> *)array;
// equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes
// 在指定线程上执行操作
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
// 在当前线程上执行操作，调用 NSObject 的 performSelector:相关方法
- (id)performSelector:(SEL)aSelector;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(id)object2;
3.线程的状态转换
- 如果CPU现在调度当前线程对象，则当前线程对象进入运行状态，如果CPU调度其他线程对象，则当前线程对象回到就绪状态。
- 如果CPU在运行当前线程对象的时候调用了sleep方法\等待同步锁，则当前线程对象就进入了阻塞状态，等到sleep到时\得到同步锁，则回到就绪状态。
- 如果CPU在运行当前线程对象的时候线程任务执行完毕\异常强制退出，则当前线程对象进入死亡状态。
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4. 多线程与锁
线程安全解决方案：可以给线程加锁，在一个线程执行该操作的时候，不允许其他线程进行操作。iOS 实现线程加锁有很多种方式。
@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各种方式。
- @synchronized 一般在创建单利对象的时候，保证线程安全
- atomic 原子属性，赋值是线程安全的，使用的时候不是
- OSSpinLock 自旋锁，循环等待询问，忙等，适合轻量级操作（引用计数表使用的）
- NSRecursiveLock 递归锁。可以重入，递归调用的时候
- NSLock 常用解决线程安全问题
- dispatch_semaphore 计数性信号量，控制访问数量
