iOS--多线程、GCD、NSOperation、

一、基本概念

线程是用来执行任务的，线程彻底执行完任务A才能执行任务B，为了同时执行两个任务，产生了多线程

1、进程

1）进程是应用程序的执行实例，简单来说就是在操作系统中运行的程序，我在手机中只打开QQ和微信两个软件，系统中就会有两个进程存在

2）进程不能执行任务

3）进程在运行时创建的资源随着进程的终止而死亡

2、线程

1）进程本身是不能执行任务的，进程想要执行任务必须得有线程，线程是进程内部独立的执行单元，同时只能执行一个任务，相当于一个子程序。线程被分为两种，主线程和子线程

2）线程执行完毕就会被销毁

3）主线程：当应用程序启动时自动创建和启动，通常用来处理用户的输入并响应各种事件和消息。主线程的终止也意味着程序的结束

进程一启动就会自动自动创建

显示和刷新UI界面

处理UI事件

4）子线程：由主线程来创建，用来帮助主线程执行程序的后台处理任务，如果子线程A中又创建一个子线程B，在创建之后，这两者就是相互独立的，多个子线程在效果上可以同时执行。

处理耗时的操作

子线程不能用来刷新UI

3、多线程

1）目前大多数的app,都需要连接服务器，而访问服务器的速度可能快也可能慢，如果一个app访问服务器的操作没有在子线程操作的话，在该app访问服务器的过程中，该软件是不能相应用户的操作的，只有该app访问结束以后，app才能相应用户的操作，这就造成了线程阻塞，也就是我们常说的卡顿线程

2）一条线程在同一时间内只能执行一个任务，但是进程可以有多条线程，可以开启多条线程来执行不同的任务，从而提高程序的执行效率，避免线程阻塞

3）操作系统会根据线程的优先级来安排CPU的时间，优先级高的线程，优先调用的几率会更大，同级的话，看线程执行的先后

4）同一时间内，CPU只能处理一条线程，只有一条线程在工作，多线程并行执行，其实就是各个线程不断切换，因为切换的时间很快很快，就造成了同时执行的假象，原理如下，比如A、B两个线程

-  A执行到某一时间段要切换了，可A任务没有完成，系统就会把A当前执行的位置和数据以入栈的方式保存起来

-  然后B线程执行，B执行时间到了，他的位置状态也会被系统保存到B的栈中

- 系统自动找到A的栈，将A之前保存的数据恢复，又可以从A之前断开的状态继续执行下去，如此循环

5）系统每开一个线程都有比较大的开销，若线程开的过多，不仅会占用大量的内存和让程序更加复杂，而且会加重CPU的负担，这样会使你的手机更容易发热

6）多线程之间能够实现数据的共享

二、线程与进程的关系

1、线程是CPU执行任务的基本单位，一个进程可以有多个线程，但同时只能执行一个任务

2、进程就是运行中的软件，是动态的

3、一个操作系统可以对应多个进程，一个进程可以有多条线程，但至少有一个线程

4、同一个进程内的线程共享进程里的资源

三、多线程的作用

1、提高程序执行效率，避免线程阻塞造成的卡顿现象

2、能适当提高资源利用率(CPU、内存)

总结：

1、进程就是一个执行中的应用程序

2、线程在进程里，帮助进程执行任务

3、系统中可以有多个进程，进程里面可以有多个线程，必须有有一个主线程

4、子线程： 耗时的操作，网络请求相关的

5、主线程： 更新UI的

四、三种多线程编程技术

1、NSThread

NSThread是轻量级的多线程开发，使用并不复杂，但使用NSThread需要自己管理线程的生命周期

2、NSOperation

1）使用NSOperation和NSOperationQueue进行多线程开发类似于线程池，只要将一个NSOperation放到NSOperationQueue这个队列中线程就会以此启动。

2）NSOperationQueue负责管理、执行所有的NSOperation,在这个过程中可以更加容易管理线程总数和控制线程之间的依赖关系

3）NSOperation有两常用子类用于创建线程操作：NSInvocationOperation和NSBlockOperation，两种方式本质没有区别，但后者使用block形式进行代码组织，使用相对方便。

3、GCD

1）CGD是基于C语言开发的一套多线程开发机制，也是目前苹果官方推荐的多线程开发方法

2）GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)，程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何代码管理线程

3）GCD是这三种多线程开发方式中抽象层次最高的，使用起来也是最为方便的，只是基于C语言开发，并不像前两种是面向对象开发，而是完全面向过程的

4）优点，他对于多核运算更加有效，会自动利用更多的CPU内核

5）GCD中也有类似于NSOperationQueue的队列，GCD统一管理整个队列中的任务，GCD中的队列分为并行队列和串行队列两类

串行队列

只有一个线程，加入到队列中的操作按添加顺序执行

并发队列

有多个线程，操作进来以后会将这些线程安排在可用的处理器上，同时保证先进来的任务优先处理

GCD中有个特殊的队列就是主队列，用来执行主线程上的操作任务


/////////GCD///////

一、基本概念

全称是Grand Central Dispatch，纯C语言，提供非常多强大的函数，是目前苹果官网推荐的多线程开发方式，NSOperation便是基于GCD的封装

二、GCD的优势所在

1、为多核的并行运算提出了解决方案

2、GCD会自动利用更多的CPU内核，比如双核、四核

3、GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)

4、程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

三、GCD中有2个核心概念

1、队列：用来存放任务

1）串行队列

只有一个线程，加入到队列中的操作按添加顺序依次执行，一个任务执行完毕后，才能再执行下一个任务

2）并发队列

有多个线程，操作进来以后会将这些线程安排在可用的处理器上，同时保证先进来的任务优先处理

PS：GCD中还有一个特殊队列就是主队列，用来执行主线程的操作任务

2、任务：放在队列中执行

1）同步执行

只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

2）异步执行

可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

四、GCD做多线程开发可以抽象成两步

1、找到队列

1）找到更新UI的主线程所在的队列

dispatch_queue_t mainQueue= dispatch_get_main_queue();

2) 创建队列

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("mySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

第一个参数：队列名字

第二个参数：队列类类型

并行队列：DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

串行队列：DISPATCH_QUEUE_SERIAL

3）系统内部给我们提供有一个现成的并发全局队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0 , 0);

第一个参数：线程的优先级, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND是最低的。

第二个参数：系统保留的参数，永远传0

2、在队列中确定想做的事

1) 使用同步的方式

dispatch_sync(queue, ^{

});

2）使用异步的方式

dispatch_async(queue, ^{

});

五、GCD创建的线程任务有四种执行方式

1、串行队列同步执行任务

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_sync(serialQueue, ^{

NSLog(@"-%@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(serialQueue, ^{

NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(serialQueue, ^{

NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(serialQueue, ^{

NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);

});

同步不具有开辟新线程的能力，不会开辟新的线程去执行任务，会在当前线程中顺序执行任务。

2、串行队列异步执行任务

dispatch_queue_t serialQueue1 = dispatch_queue_create("serialQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(serialQueue1, ^{

NSLog(@"1 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_async(serialQueue1, ^{

NSLog(@"2 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_async(serialQueue1, ^{

NSLog(@"3 = %@",[NSThread currentThread]);

});

异步具有创建新线程的能力，会开辟新的线程去执行任务，但由于是串行，里面只能创建一个线程，所以还是会按顺序执行

3、并行队列同步执行任务

dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_sync(concurrentQueue, ^{

NSLog(@"1 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(concurrentQueue, ^{

NSLog(@"2 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(concurrentQueue, ^{

NSLog(@"3 = %@",[NSThread currentThread]);

});

同步不具有创建新线程的能力，不会开辟新的线程去执行任务，会在当前线程去执行任务

4、并发队列异步执行任务(常用)

dispatch_queue_t concurrentQueue1 = dispatch_queue_create("concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(concurrentQueue1, ^{

NSLog(@"1 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_async(concurrentQueue1, ^{

NSLog(@"2 = %@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_async(concurrentQueue1, ^{

NSLog(@"3 = %@",[NSThread currentThread]);

});

并行队列可以里可以有多个线程，同步执行的方式又可以开辟多个线程，所以这里实现了多个线程并行执行,没有按照顺序

六、GCD组的应用

GCD中可以将一组相关联的操作，定义到一个群组中

定义到群组中之后，当所有线程完成时，可以获得通知

0、创建全局队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

1、定义群组

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

2、定义群组的异步任务

dispatch_group_async(group, queue, ^{

});

dispatch_group_async(group, queue, ^{

});

3、群组任务完成通知

dispatch_group_notify(group, queue, ^{

});

1）dispatch_group_notify可以监听一组任务是否完成。这个方法很有用，比如你执行三个下载任务，当三个任务都下载完成后，才通知界面说已经完成

2）如果不需要监听一组任务，可以直接使用dispatch_async方法

六、线程锁

1、在多线程应用中，所有被抢夺资源的属性需要设置为原子属性,atomic属性，必须与@synchronized（同步锁）一起使用 附加：如果将属性设置为原子属性，会十分消耗性能，所以在多线程开发中尽量避免资源抢夺问题

2、系统会在多线程抢夺时，保证该属性有且仅有一个线程能够访问

3、操作步骤

1）将资源属性设置原子属性

2）将处理该属性的代码放到线程锁中

@synchronized (self) {

}

////////////NSOperation//////////

一、基本概念

1）使用NSOperation和NSOperationQueue进行多线程开发类似于线程池，只要将一个NSOperation放到NSOperationQueue这个队列中线程就会以此启动。

2）NSOperationQueue负责管理、执行所有的NSOperation,在这个过程中可以更加容易管理线程总数和控制线程之间的依赖关系

二、NSOperation

1、利用他来创建线程操作，线程操作只有放在线程队列中才会在子线程中执行

2、NSOperation有两常用子类用于创建线程操作：NSInvocationOperation和NSBlockOperation，两种方式本质没有区别，但后者使用block形式进行代码组织，使用相对方便。

2、设置线程依赖关系，NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序,A依赖于B代表着，B执行完后，才能执行A

[A addDependency:B];

三、NSOperationQueue

1、主队列

凡是添加到主队列中的任务(NSOpertaion),都会放到主线程中执行

[NSOperationQueue mainQueue]

2、非主队列

添加到这种队列中的任务，都会放到子线程中执行

[[NSOperationQueue alloc]init]

3、队列的暂停

queue.suspended = YES;

1）只要设置队列的suspended为YES, 那么就会暂停队列中其它任务的执行，也就是说不会再继续执行没有执行到得任务

2)设置为暂停之后, 不会立即暂停,会继续执行当前正在执行的任务,直到当前任务执行完毕,就不会执行下一个任务了,也就是说, 暂停其实是暂停下一个任务,而不能暂停当前任务

3)暂停是可以恢复的,只要设置队列的suspended为NO,那么就会恢复队列中其它任务的执行

4、取消队列中所有任务的执行

[queue cancelAllOperations]

取消和暂停一样, 是取消后面的任务, 不能取消当前正在执行的任务，取消是不可以恢复的

5、管理线程的最大并发数，也就是同时执行的任务数。

queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

默认是-1，不能设为0，如果设置为0就不执行任务。

四、创建线程操作一共有两种方式

1、NSInvocationOperation或NSBlockOperation与NSOperationQueue搭配

1）创建一个线程操作

NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperation:) object:nil];

2) 创建一个线程队列

NSOperationQueue *operationQueue = [NSOperationQueue new];

3) 将创建好的线程操作放在线程队列中,只有放在线程队列中的线程操作才会在子线程中执行。线程队列负责管理、执行所有的NSOperation

[operationQueue addOperation:invocationOperation];

4) 在创建线程操作时选择的方法内更新UI

- (void)invocationOperation:(NSString *)url{

//在子线程中回到主线程更新UI

[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{

imageView.image = [UIImage imageWithData:data];

}];

}

2、继承于NSOperation的子类与NSOperationQueue的搭配

创建一个继承于NSOperation的类，并在.m文件中重写main方法，main方法便是该线程要执行的操作。注意，如果是同步操作，该方法能够自动访问到主线程的自动释放池，如果是异步执行操作，那么将无法访问到主线程的自动释放池，需要再main中再新建一个自动释放池，来帮助管理内存。

/////////////NSThread////////////

一、基本介绍

NSThread是轻量级的多线程开发，使用并不复杂，但使用NSThread需要自己管理线程的生命周期

二、NSThread常用方法

1、使用NSThread开辟线程的两种方式

1）创建并手动开启线程

NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(thread:) object:nil];

[thread start];

2) 创建并自动开启线程

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(compete) toTarget:self withObject:nil];

2、NSThread的常用方法

1）判断当前进程是否是多线程

BOOL isMultiThread = [NSThread isMultiThreaded];

2）获取当前线程对象

NSLog(@"当前所在的线程=%@",[NSThread currentThread]);

umber = 1 ： 线程的编号，由系统设置，主线程的编号为1

name = main：指当前所在的线程的名字叫做main,可以自己设置，主线程的名字默认是main，其他线程如果不给他设置名字默认是nil

3) 使当前线程睡眠指定的时间，单位为秒，

//这句代码在哪个线程执行就让哪个线程睡眠。

[NSThread sleepForTimeInterval:2];

4）判断当前线程是否为主线程

[NSThread isMainThread];

5）设置线程名字

[thread setName:@"线程名字"];

6）NSThread对象可知的三种状态

isExecuting：是否正在执行，只读

isFinished：是否已经完成，只读

isCancellled：是否已经取消，可通过[thread cancel]手动设置，线程取消意味着该线程处于准备退出状态，但不会影响线程的运行。

7）退出当前线程

[NSThread exit];

三、NSObject中关于多线程的方法

1、在后台执行一个操作，本质就是重新创建一个线程执行当前方法。

- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(id)arg：

2、在指定的线程上执行一个方法，需要用户创建一个线程对象。

- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait：

3、在主线程上执行一个方法（前面已经使用过）

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait：

练习： 多线程加载多张网络图片

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