一、iOS中多线程的实现方案
二、NSThread
1. 创建和启动线程
一个NSThread对象就代表一条线程
创建、启动线程
1 - (void)viewDidLoad { 2 [super viewDidLoad]; 3 // 创建并开启一条子线程 4 NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"参数"]; 5 // 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法 6 [thread start]; 7 } 8 /** 9 * 开启子线程 10 * 11 * @param param object传进来的参数 12 */ 13 - (void)run:(NSString *)param 14 { 15 NSLog(@"currentThread：%@--run--%@", [NSThread currentThread], param); 16 } 17 18 打印结果： 19 <NSThread: 0x7fd5b2f207f0>{number = 2, name = (null)}--run--参数
主线程相关用法
1 + (NSThread *)mainThread; // 获得主线程 2 - (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程 3 + (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
其他用法
获得当前线程 NSThread *current = [NSThread currentThread]; 线程的调度优先级 + (double)threadPriority; + (BOOL)setThreadPriority:(double)p; - (double)threadPriority; - (BOOL)setThreadPriority:(double)p; 调度优先级的取值范围是0.0 ~ 1.0，默认0.5，值越大，优先级越高 线程的名字 - (void)setName:(NSString *)n; - (NSString *)name;
其他创建线程方式
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
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
上述2种创建线程方式的优缺点
- 优点：简单快捷
- 缺点：无法对线程进行更详细的设置
2. 控制线程状态
启动线程 - (void)start; // 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 + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date; + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti; // 进入阻塞状态 强制停止线程 + (void)exit; // 进入死亡状态
注意：一旦线程停止（死亡）了，就不能再次开启任务
3. 互斥锁
互斥锁使用格式：@synchronized(锁对象) { // 需要锁定的代码 }
注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的
互斥锁的优缺点
- 优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
- 缺点：需要消耗大量的CPU资源
互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源
相关专业术语：线程同步
线程同步的意思是：多条线程按顺序地执行任务
互斥锁，就是使用了线程同步技术
4. 原子和非原子属性
OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
- atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic）
- nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁
atomic加锁原理
1 @property (assign, atomic) int age; 2 3 - (void)setAge:(int)age 4 { 5 @synchronized(self) { 6 _age = age; 7 } 8 }
nonatomic和atomic对比
- atomic：线程安全，需要消耗大量的资源
- nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备
5. 线程间通信
线程间通信的体现
1个线程传递数据给另1个线程
在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
线程间通信常用方法：
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; - (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
三、GCD
1. 简介
全称是Grand Central Dispatch，纯C语言，提供了非常多强大的函数。
GCD的优势
- GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
- GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
- 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，不需要编写任何线程管理代码
2. 任务和队列
GCD中有2个核心概念
- 任务：执行什么操作
- 队列：用来存放任务
将任务添加到队列中：
- GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
- 任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出
3. 执行任务
GCD中有2个用来执行任务的函数
- 用同步的方式执行任务，queue：队列 block：任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
同步和异步的区别
- 同步：在当前线程中执行
- 异步：在另一条线程中执行
4. 队列的类型
GCD的队列可以分为2大类型
- 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）：可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务），并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效
- 串行队列（Serial Dispatch Queue）：让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
5. 并发队列
GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建
使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue( dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级 unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列
全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中） #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
6. 串行队列
GCD中获得串行有2种途径
使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称 dispatch_queue_attr_t attr); // 队列属性，一般用NULL即可 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL); // 创建 dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列
使用主队列（跟主线程相关联的队列）
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
7. 各种队列的执行效果
8. 线程间通信示例
从子线程回到主线程
1 dispatch_async( 2 dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 3 // 执行耗时的异步操作... 4 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 5 // 回到主线程，执行UI刷新操作 6 }); 7 });
9. 延时执行
iOS常见的延时执行有2种方式
- 调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0]; // 2秒后再调用self的run方法
- 使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // 2秒后异步执行这里的代码... });
10. 一次性代码
使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
1 static dispatch_once_t onceToken; 2 dispatch_once(&onceToken, ^{ 3 // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的) 4 });
11. 队列组
有这么1种需求
首先：分别异步执行2个耗时的操作
其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组
1 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); 2 dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 3 // 执行1个耗时的异步操作 4 }); 5 dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 6 // 执行1个耗时的异步操作 7 }); 8 dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ 9 // 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程... 10 });
12. 单例模式
单例模式可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问。从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源。
单例模式在ARCMRC环境下的写法有所不同，需要编写2套不同的代码
可以用宏判断是否为ARC环境
#if __has_feature(objc_arc) // ARC #else // MRC #endif
- 单例模式 - ARC
ARC中，单例模式的实现：
1. 在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;
2. 重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）
1 + (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone 2 { 3 @synchronized(self) { 4 if (!_instance) { 5 _instance = [super allocWithZone:zone]; 6 } 7 } 8 return _instance; 9 }
3. 提供1个类方法让外界访问唯一的实例
1 + (instancetype)sharedSoundTool 2 { 3 @synchronized(self) { 4 if (!_instance) { 5 _instance = [[self alloc] init]; 6 } 7 } 8 return _instance; 9 }
- 单例模式 – 非ARC
非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）
1. 实现copyWithZone:方法
1 + (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone 2 { 3 return _instance; 4 }
2. 实现内存管理方法
1 - (id)retain { return self; } 2 - (NSUInteger)retainCount { return 1; } 3 - (oneway void)release {} 4 - (id)autorelease { return self; }
四、NSOperation
NSOperation的作用：
配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程
NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：
- 先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
- 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
- 系统会自动将NSOperation中封装的操作放到一条新线程中执行
1. NSOperation的子类
NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类
使用NSOperation子类的方式有3种
- NSInvocationOperation
- NSBlockOperation
- 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
NSInvocationOperation
创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;
调用start方法开始执行操作
- (void)start;
一旦执行操作，就会调用target的sel方法
注意：
- 默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作，而是在当前线程同步执行操作
- 只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中，才会异步执行操作
NSBlockOperation
创建NSBlockOperation对象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;
注意：只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1，就会异步执行操作
2. NSOperationQueue
NSOperationQueue的作用：NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的。如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作。
添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op; - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
2.1 最大并发数
并发数也就是同时执行的任务数。比如，同时开3个线程执行3个任务，并发数就是3。
最大并发数的相关方法
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount; - (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
3. 队列的取消、暂停、恢复
取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
暂停和恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暂停队列，NO代表恢复队列 - (BOOL)isSuspended;
4. 操作优先级
设置NSOperation在queue中的优先级，可以改变操作的执行顺序
- (NSOperationQueuePriority)queuePriority; - (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;
优先级的取值（优先级越高，越先执行）
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L, NSOperationQueuePriorityLow = -4L, NSOperationQueuePriorityNormal = 0, NSOperationQueuePriorityHigh = 4, NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
5. 操作依赖
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序，比如一定要让操作A执行完后，才能执行操作B，可以这么写：
[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作A
可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
注意：不能相互依赖，比如A依赖B，B依赖A
6. 操作的执行顺序
对于添加到queue中的operations，它们的执行顺序取决于2点：
- 首先依据NSOperation之间的依赖关系
- 然后依据NSOperation的优先级
因此，总体的执行顺序是：先满足依赖关系，然后再从NSOperation中选择优先级最高的那个执行
7. 自定义NSOperation
自定义NSOperation的步骤很简单
重写- (void)main方法，在里面实现想执行的任务
重写- (void)main方法的注意点
- 自己创建自动释放池（因为如果是异步操作，无法访问主线程的自动释放池）
- 经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消，对取消做出响应