6.iOS开发之多线程
iOS日常开发几乎都离不开多线程，基本上常用的几个NSThread、GCD和NSOperation了，另外其实还有基于C语言的pthread，POSIX接口。日常整理一下下。
线程的概念
每个应用程序都是一个独立的进程，一个进程的所有任务都在线程中进行，因此一个进程中至少有一个线程。线程是程序执行流的最小单元，是进程中的一个实体，是执行程序最基本的单元，有自己栈和寄存器。
什么是多线程
多线程就是一个进程开启多条线程，让所有任务并发执行。一定意义上实现了进程内的资源共享，以及效率的提升。
Pthreads && NSThread
POSIX线程（POSIX threads），简称Pthreads，是线程的POSIX标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套API。在类Unix操作系统（Unix、Linux、Mac OS X等）中，都使用Pthreads作为操作系统的线程。
简单来说就是基于C的跨平台的操纵线程API。需要自己管理线程的生命周期。
NSThread
苹果提供的基于OC的API，封装了Pthreads，需要自己管理线程的生命周期，通常用的最多的是[NSThread currentThread]获取当前线程。
GCD（大中央调度）
封装了线程操作，提供简洁的C语言接口，使用简单高效，苹果官方推荐使用。自动管理了线程的生命周期以及任务的执行规则。
任务与队列
任务：就是执行操作的意思，在线程中执行的那段代码，GCD 是放在 block 中的。
常用的任务执行方法：
dispatch_sync同步与dispatch_async异步任务执行
两者的主要区别是：是否等待队列的任务执行结束，以及是否具备开启新线程的能力。
队列：统一管理任务的方式，队列都是按照FIFO的原则依次触发任务。分为串行队列与并行队列。队列只负责任务的调度，而不负责任务的执行，任务是在线程中执行的。（可以理解成任务是放在队列里面的，要被调度到线程中去执行）
串行队列(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)：所有任务会在一条线程中执行（同步任务则是当前线程，异步任务则新开辟线程），并且一个任务执行完毕后，才开始执行下一个任务。（等待完成）
主队列是系统创建的串行队列，任务都在主线程上执行。
并行队列(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)：可以开启多条线程并行执行任务（异步任务新开辟线程，同步任务不开启新线程），并且当一个任务放到指定线程开始执行时，下一个任务就可以开始执行了。（等待发生）
全局队列是系统创建好的一个并行队列，使用起来与自己创建的并行队列无本质差别。
串行队列里面有一个任务中调用同步方法就会造成死锁
经典例子：主队列中viewDidLoad任务调用sync就会死锁crash
关于多线程的同步异步任务与串行并行队列组合：同步在任何队列都不会开启新线程，在主线程会造成死锁，异步在并行可开启多条线程，在串行只开启一条线程，在主队列不开启线程。
GCD其他函数
1. dispatch_after 用于任务延时执行
2. dispatch_once 保证函数在整个生命周期内只会执行一次（多用于单例）
3. dispatch_group 队列组(调度组) dispatch_group_async添加任务 全部执行完调用dispatch_group_notify通知
dispatch_group_wait会阻塞当前线程
dispatch_group_enter标志着一个任务追加到 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数 +1
dispatch_group_leave标志着一个任务离开了 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数 -1。
当 group 中未执行完毕任务数为0的时候，才会使 dispatch_group_wait 解除阻塞，以及执行追加到 dispatch_group_notify 中的任务。
使用dispatch_group_enter与dispatch_group_leave的方式为多，例如dispatch_group_async里执行的是异步代码，这种方式会等待异步任务完成而用dispatch_group_async则不会。
4.dispatch_barrier_sync（堵塞当前队列与主队列中的所有任务） dispatch_barrier_async（只堵塞当前队列的任务）栅栏函数
必须是自定义的并发队列 必须是同一个队列 【保证顺序执行 保证线程安全】
5. dispatch_apply 重复执行某个任务，任务队列是并行队列则重复执行的任务会并发执行；为串行队列则任务会顺序执行；该函数为同步函数，要防止线程阻塞和死锁
6.dispatch_semaphore信号量
dispatch_semaphore_create创建信号量，初始值不能小于0；
dispatch_semaphore_wait等待降低信号量，也就是信号量-1；
dispatch_semaphore_signal提高信号量，也就是信号量+1；
dispatch_semaphore_wait和dispatch_semaphore_signal通常配对使用。
NSOperation && NSOperationQueue
苹果对于GCD的封装，NSOperation其实就是上面所说的任务，NSOperationQueue就是类似于GCD中的队列，用于管理任务。
NSOperation
抽象类，不能直接使用，我们要用他的两个子类NSBlockOperation与NSInvocationOperation。或者自定义子类重写main方法来实现相关功能。
NSOperationQueue
Operation加入队列之后不用调用任务的start方法，队列会管理任务的执行情况。
支持优先级(queuePriority)，支持线程之间的依赖关系（addDependency）。
支持 KVO，可以监测 operation 是否正在执行(isExecuted)、 是否结束(isFinished)、是否取消(isCanceld)。
maxConcurrentOperationCount 控制并发数【队列中同时可调度任务】为1时并非为串行队列，队列任务的执行顺序依然取决于很多因素。
suspended队列可以挂起
cancelAllOperations取消队列中所有任务，取消后得重新添加任务
线程锁
多线程操作是多个线程并行的，所以同一块资源可能在同一时间被多个线程访问，所以为了线程安全，需要线程锁。自旋锁（会忙等）与互斥锁（会休眠），
OSSpinLock （自旋锁）会忙等，效率高，cpu消耗大
效率高 目前已经不再线程安全 不推荐使用
pthread_mutex(互斥锁) 会休眠
基于Linux的一套跨平台线程锁API，非常底层，可以创建条件锁，递归锁等。 使用递归锁能防止死锁，因为递归锁能够对同一把锁重复加锁。
dispatch_semaphore (信号量)
性能好，推荐使用
NSLock (pthread_mutex的一层封装) 对象锁
lock与unlock
@synchronized 递归锁
底层封装的pthread_mutex的PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 模式，锁对象来表示是否为同一把锁。
要传入一个同步对象（一般就是self），然后将你需要加锁的资源放入代码块中，如果该资源有线程正在访问时，会让其他线程等待
推荐使用pthread_mutex 与 dispatch_semaphore 性能高
多线程的优化思路
1、减少队列切换：过多的上下文切换会带来资源开销。
2、控制线程数量：GCD 中并行队列并不能限制线程数量，可以创建多个串行队列来模拟并行的效果。
3、线程优先级权衡：qualityOfService
iOS 8 过后设置队列优先级的方法如下：
dispatch_queue_attr_t attr=dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT,QOS_CLASS_BACKGROUND,0);
dispatch_queue_t queue=dispatch_queue_create("x.x.x",attr);
这里就设置了一个QOS_CLASS_BACKGROUND优先级，比较适合后台异步下载大文件之类的业务。
4、主线程任务的优化
（1）内存复用 比如UITableViewCell 的复用
（2）懒加载任务： UI 组件必须在主线程初始化，那么就需要用时再初始化。
（3）任务拆分排队执行
通过监听 Runloop 即将结束等通知，将大量的任务拆分开来，在每次 Runloop 循环周期执行少量任务。其实在实践这种优化思路之前，应该想想能不能将任务放到异步线程，而不是用这种比较极端的优化手段。
(4) 主线程空闲时执行任务
文章参考或引用：
