转载自：iOS多线程全套：线程生命周期，多线程的四种解决方案，线程安全问题，GCD的使用，NSOperation的使用
一、多线程的基本概念
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进程：可以理解成一个运行中的应用程序，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础，主要管理资源。
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线程：是进程的基本执行单元，一个进程对应多个线程。
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主线程：处理UI，所有更新UI的操作都必须在主线程上执行。不要把耗时操作放在主线程，会卡界面。
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多线程：在同一时刻，一个CPU只能处理1条线程，但CPU可以在多条线程之间快速的切换，只要切换的足够快，就造成了多线程一同执行的假象。
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线程就像火车的一节车厢，进程则是火车。车厢（线程）离开火车（进程）是无法跑动的，而火车（进程）至少有一节车厢（主线程）。多线程可以看做多个车厢，它的出现是为了提高效率。
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多线程是通过提高资源使用率来提高系统总体的效率。
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我们运用多线程的目的是：将耗时的操作放在后台执行！
二、线程的状态与生命周期
下图是线程状态示意图，从图中可以看出线程的生命周期是：新建 - 就绪 - 运行 - 阻塞 - 死亡。
下面分别阐述线程生命周期中的每一步
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新建：实例化线程对象
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就绪：向线程对象发送start消息，线程对象被加入可调度线程池等待CPU调度。
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运行：CPU 负责调度可调度线程池中线程的执行。线程执行完成之前，状态可能会在就绪和运行之间来回切换。就绪和运行之间的状态变化由CPU负责，程序员不能干预。
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阻塞：当满足某个预定条件时，可以使用休眠或锁，阻塞线程执行。sleepForTimeInterval（休眠指定时长），sleepUntilDate（休眠到指定日期），@synchronized(self)：（互斥锁）。
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死亡：正常死亡，线程执行完毕。非正常死亡，当满足某个条件后，在线程内部中止执行/在主线程中止线程对象
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还有线程的exit和cancel
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[NSThread exit]：一旦强行终止线程，后续的所有代码都不会被执行。
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[thread cancel]取消：并不会直接取消线程，只是给线程对象添加 isCancelled 标记。
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三、多线程的四种解决方案
多线程的四种解决方案分别是：pthread，NSThread，GCD， NSOperation。下图是对这四种方案进行了解读和对比。
四、pThread的基本使用
//使用pthread创建线程 pthread_t thread; NSString *name = @"wendingding"; //使用pthread创建线程 //第一个参数：线程对象地址 //第二个参数：线程属性 //第三个参数：指向函数的执行 //第四个参数：传递给该函数的参数 pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));
五、NSThread的使用
No.1：NSThread创建线程
NSThread有三种创建方式：
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init方式
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detachNewThreadSelector创建好之后自动启动
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performSelectorInBackground创建好之后也是直接启动
/** 方法一，需要start */ NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething1:) object:@"NSThread1"]; // 线程加入线程池等待CPU调度，时间很快，几乎是立刻执行 [thread1 start]; /** 方法二，创建好之后自动启动 */ [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(doSomething2:) toTarget:self withObject:@"NSThread2"]; /** 方法三，隐式创建，直接启动 */ [self performSelectorInBackground:@selector(doSomething3:) withObject:@"NSThread3"]; - (void)doSomething1:(NSObject *)object { // 传递过来的参数 NSLog(@"%@",object); NSLog(@"doSomething1：%@",[NSThread currentThread]); } - (void)doSomething2:(NSObject *)object { NSLog(@"%@",object); NSLog(@"doSomething2：%@",[NSThread currentThread]); } - (void)doSomething3:(NSObject *)object { NSLog(@"%@",object); NSLog(@"doSomething3：%@",[NSThread currentThread]); }
No.2：NSThread的类方法
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返回当前线程
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阻塞休眠
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类方法补充
// 当前线程 [NSThread currentThread]; NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); // 如果number=1，则表示在主线程，否则是子线程 打印结果：{number = 1, name = main} //休眠多久 [NSThread sleepForTimeInterval:2]; //休眠到指定时间 [NSThread sleepUntilDate:[NSDate date]]; //退出线程 [NSThread exit]; //判断当前线程是否为主线程 [NSThread isMainThread]; //判断当前线程是否是多线程 [NSThread isMultiThreaded]; //主线程的对象
No.3：NSThread的一些属性
//线程是否在执行 thread.isExecuting; //线程是否被取消 thread.isCancelled; //线程是否完成 thread.isFinished; //是否是主线程 thread.isMainThread; //线程的优先级，取值范围0.0到1.0，默认优先级0.5，1.0表示最高优先级，优先级高，CPU调度的频率高 thread.threadPriority;
六、GCD的理解与使用
No.1：GCD的特点
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GCD会自动利用更多的CPU内核
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GCD自动管理线程的生命周期（创建线程，调度任务，销毁线程等）
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程序员只需要告诉 GCD 想要如何执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
No.2：GCD的基本概念
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任务（block）：任务就是将要在线程中执行的代码，将这段代码用block封装好，然后将这个任务添加到指定的执行方式（同步执行和异步执行），等待CPU从队列中取出任务放到对应的线程中执行。
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同步（sync）：一个接着一个，前一个没有执行完，后面不能执行，不开线程。
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异步（async）：开启多个新线程，任务同一时间可以一起执行。异步是多线程的代名词
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队列：装载线程任务的队形结构。(系统以先进先出的方式调度队列中的任务执行)。在GCD中有两种队列：串行队列和并发队列。
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并发队列：线程可以同时一起进行执行。实际上是CPU在多条线程之间快速的切换。（并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效）
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串行队列：线程只能依次有序的执行。
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GCD总结：将任务(要在线程中执行的操作block)添加到队列(自己创建或使用全局并发队列)，并且指定执行任务的方式(异步dispatch_async，同步dispatch_sync)
No.3：队列的创建方法
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使用dispatch_queue_create来创建队列对象，传入两个参数，第一个参数表示队列的唯一标识符，可为空。第二个参数用来表示串行队列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）或并发队列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）。
// 串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 并发队列 dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
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GCD的队列还有另外两种：
- 主队列：主队列负责在主线程上调度任务，如果在主线程上已经有任务正在执行，主队列会等到主线程空闲后再调度任务。通常是返回主线程更新UI的时候使用。dispatch_get_main_queue()
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 耗时操作放在这里 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 回到主线程进行UI操作 }); });
- 全局并发队列：全局并发队列是就是一个并发队列，是为了让我们更方便的使用多线程。dispatch_get_global_queue(0, 0)
//全局并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //全局并发队列的优先级 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高优先级 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）优先级 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低优先级 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台优先级 //iOS8开始使用服务质量，现在获取全局并发队列时，可以直接传0 dispatch_get_global_queue(0, 0);
No.4：同步/异步/任务、创建方式
- 同步（sync）使用dispatch_sync来表示。
- 异步（async）使用dispatch_async。
- 任务就是将要在线程中执行的代码，将这段代码用block封装好。
代码如下：
// 同步执行任务 dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 任务放在这个block里 NSLog(@"我是同步执行的任务"); }); // 异步执行任务 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 任务放在这个block里 NSLog(@"我是异步执行的任务"); });
No.5：GCD的使用
由于有多种队列（串行/并发/主队列）和两种执行方式（同步/异步），所以他们之间可以有多种组合方式。
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串行同步
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串行异步
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并发同步
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并发异步
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主队列同步
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主队列异步
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串行同步：执行完一个任务，再执行下一个任务。不开启新线程。
/** 串行同步 */ - (void)syncSerial { NSLog(@" **************串行同步*************** "); // 串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 同步执行 dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行同步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行同步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行同步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //输出结果为顺序执行，都在主线程： 串行同步1 {number = 1, name = main} 串行同步1 {number = 1, name = main} 串行同步1 {number = 1, name = main} 串行同步2 {number = 1, name = main} 串行同步2 {number = 1, name = main} 串行同步2 {number = 1, name = main} 串行同步3 {number = 1, name = main} 串行同步3 {number = 1, name = main} 串行同步3 {number = 1, name = main}
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串行异步：开启新线程，但因为任务是串行的，所以还是按顺序执行任务。
/** 串行异步 */ - (void)asyncSerial { NSLog(@" **************串行异步*************** "); // 串行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 异步执行 dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行异步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行异步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"串行异步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //输出结果为顺序执行，有不同线程： 串行异步1 {number = 3, name = (null)} 串行异步1 {number = 3, name = (null)} 串行异步1 {number = 3, name = (null)} 串行异步2 {number = 3, name = (null)} 串行异步2 {number = 3, name = (null)} 串行异步2 {number = 3, name = (null)} 串行异步3 {number = 3, name = (null)} 串行异步3 {number = 3, name = (null)} 串行异步3 {number = 3, name = (null)}
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并发同步：因为是同步的，所以执行完一个任务，再执行下一个任务。不会开启新线程。
/** 并发同步 */ - (void)syncConcurrent { NSLog(@" **************并发同步*************** "); // 并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 同步执行 dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发同步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发同步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发同步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //输出结果为顺序执行，都在主线程 并发同步1 {number = 1, name = main} 并发同步1 {number = 1, name = main} 并发同步1 {number = 1, name = main} 并发同步2 {number = 1, name = main} 并发同步2 {number = 1, name = main} 并发同步2 {number = 1, name = main} 并发同步3 {number = 1, name = main} 并发同步3 {number = 1, name = main} 并发同步3 {number = 1, name = main}
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并发异步：任务交替执行，开启多线程。
/** 并发异步 */ - (void)asyncConcurrent { NSLog(@" **************并发异步*************** "); // 并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 异步执行 dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发异步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发异步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"并发异步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //输出结果为无序执行，有多条线程 并发异步1 {number = 3, name = (null)} 并发异步2 {number = 4, name = (null)} 并发异步3 {number = 5, name = (null)} 并发异步1 {number = 3, name = (null)} 并发异步2 {number = 4, name = (null)} 并发异步3 {number = 5, name = (null)} 并发异步1 {number = 3, name = (null)} 并发异步2 {number = 4, name = (null)} 并发异步3 {number = 5, name = (null)}
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主队列同步：如果在主线程中运用这种方式，则会发生死锁，程序崩溃。
主队列同步造成死锁的原因：
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如果在主线程中运用主队列同步，也就是把任务放到了主线程的队列中。
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而同步对于任务是立刻执行的，那么当把第一个任务放进主队列时，它就会立马执行。
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可是主线程现在正在处理syncMain方法，任务需要等syncMain执行完才能执行。
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syncMain执行到第一个任务的时候，又要等第一个任务执行完才能往下执行第二个和第三个任务。
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这样syncMain方法和第一个任务就开始了互相等待，形成了死锁。
/** 主队列同步 */ - (void)syncMain { NSLog(@" **************主队列同步，放到主线程会死锁*************** "); // 主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //同步执行 dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列同步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列同步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_sync(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列同步3 %@",[NSThread currentThread]); } });
} -
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主队列异步：在主线程中任务按顺序执行。
/** 主队列异步 */ - (void)asyncMain { NSLog(@" **************主队列异步*************** "); // 主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列异步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列异步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"主队列异步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //输出结果为在主线程中按顺序执行 主队列异步1 {number = 1, name = main} 主队列异步1 {number = 1, name = main} 主队列异步1 {number = 1, name = main} 主队列异步2 {number = 1, name = main} 主队列异步2 {number = 1, name = main} 主队列异步2 {number = 1, name = main} 主队列异步3 {number = 1, name = main} 主队列异步3 {number = 1, name = main} 主队列异步3 {number = 1, name = main}
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GCD线程之间的通讯：开发中需要在主线程上进行UI的相关操作，通常会把一些耗时的操作放在其他线程，比如说图片文件下载等耗时操作。当完成了耗时操作之后，需要回到主线程进行UI的处理，这里就用到了线程之间的通讯。下面的代码是在新开的线程中进行图片的下载，下载完成之后回到主线程显示图片。
- (IBAction)communicationBetweenThread:(id)sender { // 异步 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 耗时操作放在这里，例如下载图片。（运用线程休眠两秒来模拟耗时操作） [NSThread sleepForTimeInterval:2]; NSString *picURLStr = @"http://www.bangmangxuan.net/uploads/allimg/160320/74-160320130500.jpg"; NSURL *picURL = [NSURL URLWithString:picURLStr]; NSData *picData = [NSData dataWithContentsOfURL:picURL]; UIImage *image = [UIImage imageWithData:picData]; // 回到主线程处理UI dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 在主线程上添加图片 self.imageView.image = image; }); }); }
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GCD栅栏：当任务需要异步进行，但是这些任务需要分成两组来执行，第一组完成之后才能进行第二组的操作。这时候就用了到GCD的栅栏方法dispatch_barrier_async。
- (IBAction)barrierGCD:(id)sender { // 并发队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 异步执行 dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"栅栏：并发异步1 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"栅栏：并发异步2 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_barrier_async(queue, ^{ NSLog(@"------------barrier------------%@", [NSThread currentThread]); NSLog(@"******* 并发异步执行，但是34一定在12后面 *********"); }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"栅栏：并发异步3 %@",[NSThread currentThread]); } }); dispatch_async(queue, ^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"栅栏：并发异步4 %@",[NSThread currentThread]); } }); } //上面代码的打印结果如下，开启了多条线程，所有任务都是并发异步进行。但是第一组完成之后，才会进行第二组的操作。 栅栏：并发异步1 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步2 {number = 6, name = (null)} 栅栏：并发异步1 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步2 {number = 6, name = (null)} 栅栏：并发异步1 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步2 {number = 6, name = (null)} ------------barrier------------{number = 6, name = (null)} ******* 并发异步执行，但是34一定在12后面 ********* 栅栏：并发异步4 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步3 {number = 6, name = (null)} 栅栏：并发异步4 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步3 {number = 6, name = (null)} 栅栏：并发异步4 {number = 3, name = (null)} 栅栏：并发异步3 {number = 6, name = (null)}
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GCD延时执行：当需要等待一会再执行一段代码时，就可以用到这个方法了：dispatch_after。
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // 5秒后异步执行 NSLog(@"我已经等待了5秒！"); }); GCD实现代码只执行一次 使用dispatch_once能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次。可以用来设计单例。 static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ NSLog(@"程序运行过程中我只执行了一次！"); });
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GCD快速迭代：GCD有一个快速迭代的方法dispatch_apply，dispatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API,该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中,并等到全部的处理执行结束。
/*! * @brief dispatch_apply的用法 */ - (void)dispatchApplyTest1 { //生成全局队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); /*! dispatch_apply函数说明 * * @brief dispatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API * 该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中,并等到全部的处理执行结束 * * @param 10 指定重复次数 指定10次 * @param queue 追加对象的Dispatch Queue * @param index 带有参数的Block, index的作用是为了按执行的顺序区分各个Block * */ dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) { NSLog(@"%zu", index); }); NSLog(@"done"); /*! * @brief 输出结果 * 2016-02-25 19:24:39.102 dispatch_apply测试[2985:165004] 0 2016-02-25 19:24:39.102 dispatch_apply测试[2985:165086] 1 2016-02-25 19:24:39.104 dispatch_apply测试[2985:165004] 4 2016-02-25 19:24:39.104 dispatch_apply测试[2985:165004] 5 2016-02-25 19:24:39.104 dispatch_apply测试[2985:165004] 6 2016-02-25 19:24:39.103 dispatch_apply测试[2985:165088] 3 2016-02-25 19:24:39.104 dispatch_apply测试[2985:165004] 7 2016-02-25 19:24:39.105 dispatch_apply测试[2985:165004] 8 2016-02-25 19:24:39.105 dispatch_apply测试[2985:165004] 9 2016-02-25 19:24:39.102 dispatch_apply测试[2985:165087] 2 2016-02-25 19:24:39.105 dispatch_apply测试[2985:165004] done * !!!因为在Global Dispatch Queue中执行,所以各个处理的执行时间不定 但done一定会输出在最后的位置,因为dispatch_apply函数会等待所以的处理结束 */ }
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GCD 控制线程数量：GCD 不像 NSOperation 那样有直接提供线程数量控制方法，但是通过 GCD 的 semaphore 功能一样可以达到控制线程数量的效果。
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dispatch_semaphore_create(long value); 利用给定的输出时创建一个新的可计数的信号量
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dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout); 如果信号量大于 0 ，信号量减 1 ，执行程序。否则等待信号量
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dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema); 增加信号量
// 控制线程数量 - (void)runMaxThreadCountWithGCD { dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrentRunMaxThreadCountWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialRunMaxThreadCountWithGCD", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 创建一个semaphore,并设置最大信号量，最大信号量表示最大线程数量 dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2); // 使用循环往串行队列 serialQueue 增加 10 个任务 for (int i = 0; i < 10 ; i++) { dispatch_async(serialQueue, ^{ // 只有当信号量大于 0 的时候，线程将信号量减 1，程序向下执行 // 否则线程会阻塞并且一直等待，直到信号量大于 0 dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"%@ 执行任务一次 i = %d",[NSThread currentThread],i); // 当线程任务执行完成之后，发送一个信号，增加信号量。 dispatch_semaphore_signal(semaphore); }); }); } NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]); } //执行结果如下，只有 number 3 和 number 4 这 2 个线程在执行 <nsthread: 0x60c00007c600>{number = 1, name = main} 执行任务结束 <nsthread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 i = 0 <nsthread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 i = 1 <nsthread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 i = 3 <nsthread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 i = 2 <nsthread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 i = 4 <nsthread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 i = 5 <nsthread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 i = 6 <nsthread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 i = 7 <nsthread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 i = 8 <nsthread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 i = 9
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GCD队列组：异步执行几个耗时操作，当这几个操作都完成之后再回到主线程进行操作，就可以用到队列组了。GCD 的 dispatch_group_t 功能可以将多个任务分组，等待分组里面的所有任务执行完成之后，GCD 的 dispatch_group_notify 方法可以通知。通常会配合一些常见的场景来考察，比如同时上传 10 张图片，全部上传完成后通知用户。
// 任务分组 - (void)runGroupWithGCD { dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("runGroupWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); for (int i = 0; i < 10 ; i++) { dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{ NSLog(@"%@ 执行任务一次",[NSThread currentThread]); }); } dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]); }); } //将所有的任务都加入 group ，等待所有的任务执行完成后，dispatch_group_notify 会被调用。 <nsthread: 0x608000265180>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x604000079a40>{number = 6, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x60c000268780>{number = 5, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x60c000267dc0>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000265080>{number = 9, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x600000265480>{number = 7, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x60c00007f9c0>{number = 8, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264f40>{number = 10, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x604000079a40>{number = 6, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000265180>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x60000006d180>{number = 1, name = main} 执行任务结束
队列组有下面几个特点：
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所有的任务会并发的执行(不按序)。
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所有的异步函数都添加到队列中，然后再纳入队列组的监听范围。
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使用dispatch_group_notify函数，来监听上面的任务是否完成，如果完成, 就会调用这个方法。
- GCD 任务分组和线程数量控制：利用 GCD 的 dispatch_group_t 和 semaphore 功能，我们可以做到控制线程数量，并且在所有任务执行完成之后得到通知。
// 任务分组 + 线程数量控制 - (void)runMaxCountInGroupWithGCD { dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("runGroupWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2); for (int i = 0; i < 10 ; i++) { dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{ NSLog(@"%@ 执行任务一次",[NSThread currentThread]); dispatch_semaphore_signal(semaphore); }); } dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]); }); } //执行之后，我们可以看到既控制了线程数量，也在执行任务完成之后得到了通知。 <nsthread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次 <nsthread: 0x60400007aa40>{number = 1, name = main} 执行任务结束
No.6:GCD使用总结
- 01 异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务
- 02 异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务
- 03 同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务
- 04 同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务
- 05 异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务
- 06 同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）
- 07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异
七、NSOperation的理解与使用
No.1：NSOperation简介
NSOperation是基于GCD之上的更高一层封装，NSOperation需要配合NSOperationQueue来实现多线程。NSOperation实现多线程的步骤如下：
1. 创建任务：先将需要执行的操作封装到NSOperation对象中。2. 创建队列：创建NSOperationQueue。3. 将任务加入到队列中：将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中。需要注意的是，NSOperation是个抽象类，实际运用时中需要使用它的子类，有三种方式：
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使用子类NSInvocationOperation
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使用子类NSBlockOperation
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定义继承自NSOperation的子类，通过实现内部相应的方法来封装任务。
No.2：NSOperation的三种创建方式
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NSInvocationOperation的使用：创建NSInvocationOperation对象并关联方法，之后start。
- (void)testNSInvocationOperation { // 创建NSInvocationOperation NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperation) object:nil]; // 开始执行操作 [invocationOperation start]; } - (void)invocationOperation { NSLog(@"NSInvocationOperation包含的任务，没有加入队列========%@", [NSThread currentThread]); } //打印结果如下，得到结论：程序在主线程执行，没有开启新线程。这是因为NSOperation多线程的使用需要配合队列NSOperationQueue，后面会讲到NSOperationQueue的使用。 NSInvocationOperation包含的任务，没有加入队列========{number = 1, name = main}
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NSBlockOperation的使用：把任务放到NSBlockOperation的block中，然后start。
- (void)testNSBlockOperation { // 把任务放到block中 NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ NSLog(@"NSBlockOperation包含的任务，没有加入队列========%@", [NSThread currentThread]); }]; [blockOperation start]; } //执行结果如下，可以看出：主线程执行，没有开启新线程。同样的，NSBlockOperation可以配合队列NSOperationQueue来实现多线程。 NSBlockOperation包含的任务，没有加入队列========{number = 1, name = main}
但是NSBlockOperation有一个方法addExecutionBlock:，通过这个方法可以让NSBlockOperation实现多线程。
- (void)testNSBlockOperationExecution { NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ NSLog(@"NSBlockOperation运用addExecutionBlock主任务========%@", [NSThread currentThread]); }]; [blockOperation addExecutionBlock:^{ NSLog(@"NSBlockOperation运用addExecutionBlock方法添加任务1========%@", [NSThread currentThread]); }]; [blockOperation addExecutionBlock:^{ NSLog(@"NSBlockOperation运用addExecutionBlock方法添加任务2========%@", [NSThread currentThread]); }]; [blockOperation addExecutionBlock:^{ NSLog(@"NSBlockOperation运用addExecutionBlock方法添加任务3========%@", [NSThread currentThread]); }]; [blockOperation start]; } //执行结果如下，可以看出，NSBlockOperation创建时block中的任务是在主线程执行，而运用addExecutionBlock加入的任务是在子线程执行的。 NSBlockOperation运用addExecutionBlock========{number = 1, name = main} addExecutionBlock方法添加任务1========{number = 3, name = (null)} addExecutionBlock方法添加任务3========{number = 5, name = (null)} addExecutionBlock方法添加任务2========{number = 4, name = (null)}
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运用继承自NSOperation的子类：首先我们定义一个继承自NSOperation的类，然后重写它的main方法，之后就可以使用这个子类来进行相关的操作了。
/*******************"WHOperation.h"*************************/ #import @interface WHOperation : NSOperation @end /*******************"WHOperation.m"*************************/ #import "WHOperation.h" @implementation WHOperation - (void)main { for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"NSOperation的子类WHOperation======%@",[NSThread currentThread]); } } @end /*****************回到主控制器使用WHOperation**********************/ - (void)testWHOperation { WHOperation *operation = [[WHOperation alloc] init]; [operation start]; } //输出结果 SOperation的子类WHOperation======{number = 1, name = main} NSOperation的子类WHOperation======{number = 1, name = main} NSOperation的子类WHOperation======{number = 1, name = main}
所以，NSOperation是需要配合队列NSOperationQueue来实现多线程的。下面就来说一下队列NSOperationQueue。
No.3：队列NSOperationQueue
NSOperationQueue只有两种队列：主队列、其他队列。其他队列包含了串行和并发。
- 主队列的创建如下，主队列上的任务是在主线程执行的。
NSOperationQueue *mainQueue = [NSOperationQueue mainQueue];
- 其他队列（非主队列）的创建如下，加入到‘非队列’中的任务默认就是并发，开启多线程。
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
注意：
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非主队列（其他队列）可以实现串行或并行。
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队列NSOperationQueue有一个参数叫做最大并发数：maxConcurrentOperationCount。
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maxConcurrentOperationCount默认为-1，直接并发执行，所以加入到‘非队列’中的任务默认就是并发，开启多线程。
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当maxConcurrentOperationCount为1时，则表示不开线程，也就是串行。
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当maxConcurrentOperationCount大于1时，进行并发执行。
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系统对最大并发数有一个限制，所以即使程序员把maxConcurrentOperationCount设置的很大，系统也会自动调整。所以把最大并发数设置的很大是没有意义的。
No.4：NSOperation + NSOperationQueue
把任务加入队列，这才是NSOperation的常规使用方式。
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addOperation添加任务到队列：先创建好任务，然后运用- (void)addOperation:(NSOperation *)op 方法来吧任务添加到队列中。
- (void)testOperationQueue { // 创建队列，默认并发 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; // 创建操作，NSInvocationOperation NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperationAddOperation) object:nil]; // 创建操作，NSBlockOperation NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"addOperation把任务添加到队列======%@", [NSThread currentThread]); } }]; [queue addOperation:invocationOperation]; [queue addOperation:blockOperation]; } - (void)invocationOperationAddOperation { NSLog(@"invocationOperation===aaddOperation把任务添加到队列====%@", [NSThread currentThread]); } //运行结果如下，可以看出，任务都是在子线程执行的，开启了新线程！ invocationOperation===addOperation把任务添加到队列===={number = 4, name = (null)} addOperation把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)} addOperation把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)} addOperation把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)}
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addOperationWithBlock添加任务到队列：这是一个更方便的把任务添加到队列的方法，直接把任务写在block中，添加到任务中。
- (void)testAddOperationWithBlock { // 创建队列，默认并发 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; // 添加操作到队列 [queue addOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"addOperationWithBlock把任务添加到队列======%@", [NSThread currentThread]); } }]; } //运行结果如下，任务确实是在子线程中执行。 addOperationWithBlock把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列======{number = 3, name = (null)}
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运用最大并发数实现串行：上面已经说过，可以运用队列的属性maxConcurrentOperationCount（最大并发数）来实现串行，值需要把它设置为1就可以了，下面我们通过代码验证一下。
- (void)testMaxConcurrentOperationCount { // 创建队列，默认并发 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; // 最大并发数为1，串行 queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 最大并发数为2，并发 // queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 添加操作到队列 [queue addOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"addOperationWithBlock把任务添加到队列1======%@", [NSThread currentThread]); } }]; // 添加操作到队列 [queue addOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"addOperationWithBlock把任务添加到队列2======%@", [NSThread currentThread]); } }]; // 添加操作到队列 [queue addOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"addOperationWithBlock把任务添加到队列3======%@", [NSThread currentThread]); } }]; } //运行结果如下，当最大并发数为1的时候，虽然开启了线程，但是任务是顺序执行的，所以实现了串行。 //你可以尝试把上面的最大并发数变为2，会发现任务就变成了并发执行。 addOperationWithBlock把任务添加到队列1======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列1======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列1======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列2======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列2======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列2======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列3======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列3======{number = 3, name = (null)} addOperationWithBlock把任务添加到队列3======{number = 3, name = (null)}
No.5：NSOperation的其他操作
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取消队列NSOperationQueue的所有操作，NSOperationQueue对象方法，该方法的底层是调用队列中的每个操作的cancel方法，将所有操作取消
//取消队列里面的所有操作 //取消之后，当前正在执行的操作的下一个操作将不再执行，而且永远都不在执行，就像后面的所有任务都从队列里面移除了一样 //取消操作是不可以恢复的 [self.queue cancelAllOperations];
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取消NSOperation的某个操作，NSOperation对象方法
- (void)cancel
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使队列暂停或继续
//设置暂停和恢复 //suspended设置为YES表示暂停，suspended设置为NO表示恢复 //暂停表示不继续执行队列中的下一个任务，暂停操作是可以恢复的 if (self.queue.isSuspended) { self.queue.suspended = NO; }else{ self.queue.suspended = YES; }
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判断队列是否暂停
- (BOOL)isSuspended
暂停和取消不是立刻取消当前操作，而是等当前的操作执行完之后不再进行新的操作。
No.6：NSOperation的操作依赖
NSOperation有一个非常好用的方法，就是操作依赖。可以从字面意思理解：某一个操作（operation2）依赖于另一个操作（operation1），只有当operation1执行完毕，才能执行operation2，这时，就是操作依赖大显身手的时候了。
- (void)testAddDependency { // 并发队列 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; // 操作1 NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"operation1======%@", [NSThread currentThread]); } }]; // 操作2 NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ NSLog(@"****operation2依赖于operation1，只有当operation1执行完毕，operation2才会执行****"); for (int i = 0; i < 3; i++) { NSLog(@"operation2======%@", [NSThread currentThread]); } }]; // 使操作2依赖于操作1 [operation2 addDependency:operation1]; // 把操作加入队列 [queue addOperation:operation1]; [queue addOperation:operation2]; } //运行结果如下，操作2总是在操作1之后执行，成功验证了上面的说法。 operation1======{number = 3, name = (null)} operation1======{number = 3, name = (null)} operation1======{number = 3, name = (null)} ****operation2依赖于operation1，只有当operation1执行完毕，operation2才会执行**** operation2======{number = 4, name = (null)} operation2======{number = 4, name = (null)} operation2======{number = 4, name = (null)}
后记
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本文所述的示例代码在这里：WHMultiThreadDemo