iOS底层原理总结 -多线程详解
目录：
一. 多线程基础
1.进程
2.线程
3.进程和线程的比较
4.线程的串行
5.多线程
6.多线程原理
7.多线程优缺点
8.多线程的应用
二. 多线程实现方案
1.pthreads
2.NSThread
3.GCD
4.NSOperation
三.三种多线程技术比较
四.多线程的锁
1.什么是锁
2.锁的分类
3.性能对比
4.常见的死锁
一. 多线程基础
1.进程
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内
2.线程
一个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程，称为主线程）
一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行
3.进程和线程的比较
1.线程是CPU调用(执行任务)的最小单位。
2.进程是CPU分配资源的最小单位。
3.一个进程中至少要有一个线程。
4.同一个进程内的线程共享进程的资源。
4.线程的串行
一个线程中任务的执行是串行的
如果要在一个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务
也就是说，在同一时间内，一个线程只能执行一个任务
5.多线程
一个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务
多线程技术可以提高程序的执行效率
6.多线程原理
同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行），多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换），如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象。
那么如果线程非常非常多，会发生什么情况？
CPU会在N多线程之间调度，CPU会累死，消耗大量的CPU资源，同时每条线程被调度执行的频次也会会降低（线程的执行效率降低）。
因此我们一般只开3-5条线程。
7.多线程优缺点
多线程的优点:
能适当提高程序的执行效率
能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
多线程的缺点:
创建线程是有开销的，iOS下主要成本包括：内核数据结构（大约1KB）、栈空间（子线程512KB、主线程1MB，也可以使用-setStackSize:设置，但必须是4K的倍数，而且最小是16K），创建线程大约需要90毫秒的创建时间
如果开启大量的线程，会降低程序的性能，线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享等问题。
8.多线程的应用
主线程的主要作用
显示\刷新UI界面
处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）
主线程的使用注意
别将比较耗时的操作放到主线程中
耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种“卡”的坏体验
将耗时操作放在子线程中执行，提高程序的执行效率
一些其他的概念可以阅读文章iOS多线程详解：概念篇，在此不再赘述。
二. 多线程实现方案
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pthreads
pthread: 跨平台，适用于多种操作系统，可移植性强，是一套纯C语言的通用API，且线程的生命周期需要程序员自己管理，使用难度较大，所以在实际开发中通常不使用。
NSThread
NSThread: 基于OC语言的API，使得其简单易用，面向对象操作。线程的声明周期由程序员管理，在实际开发中偶尔使用。
GCD
GCD: 基于C语言的API，充分利用设备的多核，旨在替换NSThread等线程技术。线程的生命周期由系统自动管理，在实际开发中经常使用。
NSOperation
NSOperation: 基于OC语言API，底层是GCD，增加了一些更加简单易用的功能，使用更加面向对象。线程生命周期由系统自动管理，在实际开发中经常使用。
三.三种多线程技术比较
1、NSThread
优点：NSThread 比其他两个轻量级，使用简单
缺点：需要自己管理线程的生命周期、线程同步、加锁、睡眠以及唤醒等。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销
2、GCD
GCD 是iOS 4.0以后才出现的并发技术
使用方式：将任务添加到队列（串行/并行（全局）），指定执行任务的方法，（同步（阻塞）/异步 ）
拿到主队列：dispatch_get_main_queu()
NSOperation无法做到的：1.一次性执行，2.延迟执行，3.调度组（op实现要复杂的多 ）
3、NSOperation
NSOperation iOS2.0的时候就出现了（当时不好用，后来苹果对其进行改造）
使用方式：将操作（异步执行）添加到队列（并发/全局）
拿到主队列：[NSOperationQueue mainQueue] 主队列，任务添加到主队列就会在主线程执行
提供了GCD不好实现的：1.最大并发数，2.暂停和继续，3.取消所有任务，4.依赖关系
GCD是比较底层的封装，我们知道较低层的代码一般性能都是比较高的，相对于NSOperationQueue。所以追求性能，而功能够用的话就可以考虑使用GCD。如果异步操作的过程需要更多的用户交互和被UI显示出来，NSOperationQueue会是一个好选择。如果任务之间没有什么依赖关系，而是需要更高的并发能力，GCD则更有优势。
四.多线程的锁
参考文章
iOS多线程详解：概念篇
https://bujige.net/blog/iOS-Complete-learning-GCD.html
https://juejin.im/post/5ab4a4466fb9a028d14107ff#heading-31
https://juejin.im/post/5a9e57af6fb9a028df222555
https://juejin.im/post/5a0a92996fb9a0451f307479
