iOS多线程记录

2018-07-24 本文已影响0人 Jt_Self

一.概述

1.基本概念

同步与异步的概念

同步必须等待当前语句执行完毕，才可以执行下一个语句。
异步不用等待当前语句执行完毕，就可以执行下一个语句。

进程与线程的概念

进程
- 概念：系统中正在运行的应用程序。
- 特点：每个进程都运行在其专用且受保护的内存空间，不同的进程之间相互独立，互不干扰。
线程
- 概念：一个进程要想执行任务，必须得有线程 (每一个进程至少要有一条线程) 线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都是在线程中执行的。
- 特点：一条线程在执行任务的时候是串行(按顺序执行)的。如果要让一条线程执行多个任务，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，一条线程只能执行一个任务

多线程的概念与原理

概念：1个进程可以开启多条线程，多条线程可以并发（同时）执行不同的任务。
原理：同一时间，CPU只能处理一条线程，即只有一条线程在工作多线程同时执行，其实是CPU快速地在多条线程之间进行切换。如果CPU调度线程的速度足够快，就会造成多线程并发执行的”假象”。

多线程的优缺点

优点
1. 能适当提高程序的执行效率。
2. 能适当提高资源的利用率(CPU、内存利用率)
缺点
1. 开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一条线程都占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，从而降低程序的性能。
2. 线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
3. 线程越多，程序设计就会更复杂：比如线程间通讯、多线程的数据共享等。

总结

实际上，使用多线程，由于会开线程，必然就会消耗性能，但是却可以提高用户体验。所以，综合考虑，在保证良好的用户体验的前提下，可以适当地开线程，一般开3-6条。

在iOS中每个进程启动后都会建立一个主线程（UI线程），这个线程是其他线程的父线程。由于在iOS中除了主线程，其他子线程是独立于Cocoa Touch的，所以只有主线程可以更新UI界面。iOS中多线程使用并不复杂，关键是如何控制好各个线程的执行顺序、处理好资源竞争问题。

接下来就介绍一下iOS常见的几种多线程实现方式：

iOS常见多线程方案

二.iOS常见多线程使用方法

1. Pthreads

pthread 是一套通用的多线程的 API，可以在Unix / Linux / Windows 等系统跨平台使用，使用 C 语言编写，需要程序员自己管理线程的生命周期，使用难度较大，我们在 iOS 开发中几乎不使用 pthread，但是还是来可以了解一下的。

1.1 使用方法

首先要包含头文件#import <pthread.h>
其次要创建线程，并开启线程执行任务

// 1. 创建线程: 定义一个pthread_t类型变量
pthread_t thread;

// 2. 开启线程: 执行任务
/*
    第一个参数&thread是线程对象，指向线程标识符的指针
    第二个是线程属性，可赋值NULL
    第三个run表示指向函数的指针(run对应函数里是需要在新线程中执行的任务)
    第四个是运行函数的参数，可赋值NULL
*/
pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);

// 3. 设置子线程的状态设置为 detached，该线程运行结束后会自动释放所有资源
pthread_detach(thread);

void * run(void *param)    // 新线程调用方法，里边为需要执行的任务
{
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

    return NULL;
}

1.2 pthread其它方法

* pthread_create() 创建一个线程
* pthread_exit() 终止当前线程
* pthread_cancel() 中断另外一个线程的运行
* pthread_join() 阻塞当前的线程，直到另外一个线程运行结束
* pthread_attr_init() 初始化线程的属性
* pthread_attr_setdetachstate() 设置脱离状态的属性（决定这个线程在终止时是否可以被结合）
* pthread_attr_getdetachstate() 获取脱离状态的属性
* pthread_attr_destroy() 删除线程的属性
* pthread_kill() 向指定的线程发送信号

2. NSThread

NSThread 是苹果官方提供的，使用起来比 pthread 更加面向对象，简单易用，可以直接操作线程对象。不过也需要需要程序员自己管理线程的生命周期(主要是创建)，我们在开发的过程中偶尔使用NSThread。比如我们会经常调用[NSThread currentThread]来显示当前的进程信息。

2.1 介绍

基于thread封装，添加面向对象概念，性能较差，偏向底层
相对于GCD和NSOperation来说是较轻量级的线程开发
使用比较简单，但是需要手动管理创建线程的生命周期、同步、异步、加锁等问题

2.2 线程初始化方法

先创建线程，再启动线程

// 1. 创建线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 2. 启动线程
[thread start];    // 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法

// 新线程调用方法，里边为需要执行的任务
- (void)run {
     NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}

创建线程后自动启动线程

// 1. 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

// 新线程调用方法，里边为需要执行的任务
- (void)run {
     NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}

隐式创建并启动线程

// 1. 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

// 新线程调用方法，里边为需要执行的任务
- (void)run {
     NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}

2.3 线程其它方法

// 获得主线程
+ (NSThread *)mainThread;    

// 判断是否为主线程(对象方法)
- (BOOL)isMainThread;

// 判断是否为主线程(类方法)
+ (BOOL)isMainThread;    

// 获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];

// 线程的名字——setter方法
- (void)setName:(NSString *)n;    

// 线程的名字——getter方法
- (NSString *)name;

2.4 线程状态控制方法

// - 启动线程的方法
- (void)start;
// 线程进入就绪状态 -> 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）线程方法
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 线程进入阻塞状态

// - 强制停止线程
+ (void)exit;
// 线程进入死亡状态

2.5 NSThread线程之间的通信

// 在主线程上执行操作
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray<NSString *> *)array;
  // equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes

// 在指定线程上执行操作
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

// 在当前线程上执行操作，调用 NSObject 的 performSelector:相关方法
- (id)performSelector:(SEL)aSelector;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;
- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object1 withObject:(id)object2;

2.6 线程安全

线程安全解决方案：可以给线程加锁，在一个线程执行该操作的时候，不允许其他线程进行操作。iOS 实现线程加锁有很多种方式。@synchronized、 NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock、pthread_mutex、dispatch_semaphore、OSSpinLock、atomic(property) set/ge等等各种方式。

2.7 线程的状态转换

如果CPU现在调度当前线程对象，则当前线程对象进入运行状态，如果CPU调度其他线程对象，则当前线程对象回到就绪状态。
如果CPU在运行当前线程对象的时候调用了sleep方法\等待同步锁，则当前线程对象就进入了阻塞状态，等到sleep到时\得到同步锁，则回到就绪状态。
如果CPU在运行当前线程对象的时候线程任务执行完毕\异常强制退出，则当前线程对象进入死亡状态。

状态转换图

3.GCD

3.1 GCD的优点

GCD 可用于多核的并行运算
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

3.2 GCD核心概念——任务和队列

任务：就是执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。执行任务有两种方式：同步执行（sync）和异步执行（async）。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。

同步执行（sync）
- 同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
- 只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。
异步执行（async）
- 异步添加任务到指定的队列中，它不会做任何等待，可以继续执行任务。
- 可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

队列：这里的队列指执行任务的等待队列，即用来存放任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用 FIFO（先进先出）的原则，即新任务总是被插入到队列的末尾，而读取任务的时候总是从队列的头部开始读取。每读取一个任务，则从队列中释放一个任务。

在 GCD 中有两种队列：串行队列和并发队列。两者都符合 FIFO（先进先出）的原则。两者的主要区别是：执行顺序不同，以及开启线程数不同。

串行队列（Serial Dispatch Queue）
- 每次只有一个任务被执行。让任务一个接着一个地执行。（只开启一个线程，一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
- 可以让多个任务并发（同时）执行。（可以开启多个线程，并且同时执行任务）

并发队列 的并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效。

3.3 GCD的使用步骤

创建一个队列（串行队列或并发队列）
将任务追加到任务的等待队列中，然后系统就会根据任务类型执行任务（同步执行或异步执行）

1.队列的创建方法/获取方法

可以使用dispatch_queue_create来创建队列，需要传入两个参数，第一个参数表示队列的唯一标识符，用于 DEBUG，可为空，Dispatch Queue 的名称推荐使用应用程序 ID 这种逆序全程域名；第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行队列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并发队列。

// 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 并发队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

对于串行队列，GCD 提供了的一种特殊的串行队列：主队列（Main Dispatch Queue）。
- 所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行。
- 可使用dispatch_get_main_queue()获得主队列。

// 主队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

对于并发队列，GCD 默认提供了全局并发队列（Global Dispatch Queue）。
- 可以使用dispatch_get_global_queue来获取。需要传入两个参数。第一个参数表示队列优先级，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二个参数暂时没用，用0即可。

// 全局并发队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

全局并发队列与并发队列的区别：

全局并发队列与并发队列的调度方法相同

全局并发队列没有队列名称

在MRC开发中，全局并发队列不需要手动释放

2.任务的创建方法

GCD 提供了同步执行任务的创建方法dispatch_sync和异步执行任务创建方法dispatch_async。

// 同步执行任务创建方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 这里放同步执行任务代码
});

// 异步执行任务创建方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 这里放异步执行任务代码
});

虽然使用 GCD 只需两步，但是既然我们有两种队列（串行队列/并发队列），两种任务执行方式（同步执行/异步执行），那么我们就有了四种不同的组合方式。再加上两种特殊队列：全局并发队列、主队列。全局并发队列可以作为普通并发队列来使用。但是主队列因为有点特殊，所以我们就又多了两种组合方式。这样就有六种不同的组合方式了。

同步执行 + 并发队列

异步执行 + 并发队列

同步执行 + 串行队列

异步执行 + 串行队列

同步执行 + 主队列

异步执行 + 主队列

各种组合的结果

区别	并发队列	串行队列	主队列
同步(sync)	没有开启新线程，串行执行任务	没有开启新线程，串行执行任务	没有开启新线程，串行执行任务
异步(async)	有开启新线程，并发执行任务	有开启新线程(1条)，串行执行任务	没有开启新线程，串行执行任务

① 并发队列 + 同步执行

在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。

/**
 * 同步执行 + 并发队列
 * 特点：在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> syncConcurrent---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> syncConcurrent---end

结论：

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）。
所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行的（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。
任务按顺序执行的。按顺序执行的原因：虽然并发队列可以开启多个线程，并且同时执行多个任务。但是因为本身不能创建新线程，只有当前线程这一个线程（同步任务不具备开启新线程的能力），所以也就不存在并发。而且当前线程只有等待当前队列中正在执行的任务执行完毕之后，才能继续接着执行下面的操作（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。所以任务只能一个接一个按顺序执行，不能同时被执行。

② 并发队列 + 异步执行

可以开启多个线程，任务交替（同时）执行。

/**
 * 同步执行 + 并发队列
 * 特点：在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
/**
 * 异步执行 + 并发队列
 * 特点：可以开启多个线程，任务交替（同时）执行。
 */
- (void)asyncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> asyncConcurrent---begin
------> asyncConcurrent---end
------> 2---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 2, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}

结论：

除了当前线程（主线程），系统又开启了3个线程，并且任务是交替/同时执行的。（异步执行具备开启新线程的能力。且并发队列可开启多个线程，同时执行多个任务）。
所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才执行的。说明当前线程没有等待，而是直接开启了新线程，在新线程中执行任务（异步执行不做等待，可以继续执行任务）。

③ 串行队列 + 同步执行

不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。

/**
 * 同步执行 + 串行队列
 * 特点：不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncSerial---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> syncConcurrent---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> syncConcurrent---end

结论：

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）。
所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。
任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

④ 串行队列 + 异步执行

会开启新线程，但是因为任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务

/**
 * 异步执行 + 串行队列
 * 特点：会开启新线程，但是因为任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)asyncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> asyncConcurrent---begin
------> asyncConcurrent---end
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}

结论：

开启了一条新线程（异步执行具备开启新线程的能力，串行队列只开启一个线程）。
所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

主队列：GCD自带的一种特殊的串行队列

所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

可使用dispatch_get_main_queue()获得主队列

⑤ 主队列 + 同步执行

同步执行 + 主队列在不同线程中调用结果也是不一样，在主线程中调用会出现死锁，而在其他线程中则不会。

在主线程中调用
互相等待卡住锁死

/**
 * 同步执行 + 主队列
 * 特点(主线程调用)：互等卡主不执行。
 * 特点(其他线程调用)：不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncMain {
    
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncMain---end");
}

结论：

在主线程中使用同步执行 + 主队列，追加到主线程的任务1、任务2、任务3都不再执行了，而且syncMain---end也没有打印，程序死锁了。

这是因为我们在主线程中执行syncMain方法，相当于把syncMain任务放到了主线程的队列中。而同步执行会等待当前队列中的任务执行完毕，才会接着执行。那么当我们把任务1追加到主队列中，任务1就在等待主线程处理完syncMain任务。而syncMain任务需要等待任务1执行完毕，才能接着执行。
那么，现在的情况就是syncMain任务和任务1都在等对方执行完毕。这样大家互相等待，所以就卡住了，所以我们的任务执行不了，而且syncMain---end也没有打印。

在其它线程中调用
不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务

// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法会创建线程，并自动启动线程执行
 selector 任务
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> syncConcurrent---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> syncConcurrent---end

结论：

所有任务都是在主线程（非当前线程）中执行的，没有开启新的线程（所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行）。
所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。
任务是按顺序执行的（主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

为什么现在就不会卡住了呢？
因为syncMain 任务放到了其他线程里，而任务1、任务2、任务3都在追加到主队列中，这三个任务都会在主线程中执行。syncMain 任务在其他线程中执行到追加任务1到主队列中，因为主队列现在没有正在执行的任务，所以，会直接执行主队列的任务1，等任务1执行完毕，再接着执行任务2、任务3。所以这里不会卡住线程。

⑥ 主队列 + 异步执行

只在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务。

/**
 * 异步执行 + 主队列
 * 特点：只在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务
 */
- (void)asyncMain {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncMain---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> asyncMain---begin
------> asyncMain---end
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 1---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}

结论：

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（虽然异步执行具备开启线程的能力，但因为是主队列，所以所有任务都在主线程中）。
所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
任务是按顺序执行的（因为主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

4. GCD线程间的通信

/**
 * 线程间通信
 */
- (void)communication {
    // 获取全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 
    // 获取主队列
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); 
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 异步追加任务
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        
        // 回到主线程
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            // 追加在主线程中执行的任务
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        });
    });
}

输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}

结论：

可以看到在其他线程中先执行任务，执行完了之后回到主线程执行主线程的相应操作。

5. GCD的其它方法

5.1 GCD 栅栏方法：dispatch_barrier_async

我们有时需要异步执行两组操作，而且第一组操作执行完之后，才能开始执行第二组操作。这样我们就需要一个相当于栅栏一样的一个方法将两组异步执行的操作组给分割起来，当然这里的操作组里可以包含一个或多个任务。这就需要用到dispatch_barrier_async方法在两个操作组间形成栅栏。
dispatch_barrier_async函数会等待前边追加到并发队列中的任务全部执行完毕之后，再将指定的任务追加到该异步队列中。然后在dispatch_barrier_async函数追加的任务执行完毕之后，异步队列才恢复为一般动作，接着追加任务到该异步队列并开始执行。

/**
 * 栅栏方法 dispatch_barrier_async
 */
- (void)barrier {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        // 追加任务 barrier
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"barrier---%@",[NSThread currentThread]);// 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务4
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
}

输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> barrier---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> barrier---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}

结论

在执行完栅栏前面的操作之后，才执行栅栏操作，最后再执行栅栏后边的操作。

5.2 GCD 延时执行方法：dispatch_after

我们经常会遇到这样的需求：在指定时间（例如3秒）之后执行某个任务。可以用 GCD 的dispatch_after函数来实现。
需要注意的是：dispatch_after函数并不是在指定时间之后才开始执行处理，而是在指定时间之后将任务追加到主队列中。严格来说，这个时间并不是绝对准确的，但想要大致延迟执行任务，dispatch_after函数是很有效的。

/**
 * 延时执行方法 dispatch_after
 */
- (void)after {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0秒后异步追加任务代码到主队列，并开始执行
        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    });
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> asyncMain---begin
------> after---<NSThread:>{number = 1, name = main}

结论

在dispatch_after相关代码执行结果中可以看出：在打印 asyncMain---begin 之后大约 2.0 秒的时间，打印了 after---<NSThread:>{number = 1, name = main}

5.3 GCD 一次性代码（只执行一次）：dispatch_once

我们在创建单例、或者有整个程序运行过程中只执行一次的代码时，我们就用到了 GCD 的 dispatch_once 函数。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，并且即使在多线程的环境下，dispatch_once也可以保证线程安全。

/**
 * 一次性代码（只执行一次）dispatch_once
 */
- (void)once {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
    });
}

5.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

通常我们会用 for 循环遍历，但是 GCD 给我们提供了快速迭代的函数dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次数将指定的任务追加到指定的队列中，并等待全部队列执行结束。

我们可以利用异步队列同时遍历。比如说遍历 0~5 这6个数字，for 循环的做法是每次取出一个元素，逐个遍历。dispatch_apply可以同时遍历多个数字。

/**
 * 快速迭代方法 dispatch_apply
 */
- (void)apply {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    NSLog(@"apply---begin");
    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"apply---end");
}

输出结果：
------> apply---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 0---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 5---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> apply---end

结论

因为是在并发队列中异步队执行任务，所以各个任务的执行时间长短不定，最后结束顺序也不定。但是apply---end一定在最后执行。这是因为dispatch_apply函数会等待全部任务执行完毕。

5.5 GCD 的队列组：dispatch_group

有时候我们会有这样的需求：分别异步执行2个耗时任务，然后当2个耗时任务都执行完毕后再回到主线程执行任务。这时候我们可以用到 GCD 的队列组。

调用队列组的 dispatch_group_async 先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中。或者使用队列组的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 组合来实现
dispatch_group_async。
调用队列组的 dispatch_group_notify 回到指定线程执行任务。或者使用 dispatch_group_wait 回到当前线程继续向下执行（会阻塞当前线程）。

5.5.1 dispatch_group_notify

监听 group 中任务的完成状态，当所有的任务都执行完成后，追加任务到 group 中，并执行任务。

/**
 * 队列组 dispatch_group_notify
 */
- (void)groupNotify {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的异步任务1、任务2都执行完毕后，回到主线程执行下边任务
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> group---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> group---end

结论

从dispatch_group_notify相关代码运行输出结果可以看出：当所有任务都执行完成之后，才执行dispatch_group_notify block 中的任务。

5.5.2 dispatch_group_wait

暂停当前线程（阻塞当前线程），等待指定的 group 中的任务执行完成后，才会往下继续执行。

/**
 * 队列组 dispatch_group_wait
 */
- (void)groupWait {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    // 等待上面的任务全部完成后，会往下继续执行（会阻塞当前线程）
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
    NSLog(@"group---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> group---begin
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> group---end

结论

从dispatch_group_wait相关代码运行输出结果可以看出：当所有任务执行完成之后，才执行 dispatch_group_wait 之后的操作。但是，使用dispatch_group_wait 会阻塞当前线程。

5.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

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。

/**
 * 队列组 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
 */
- (void)groupEnterAndLeave
{
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程.
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });
    
//    // 等待上面的任务全部完成后，会往下继续执行（会阻塞当前线程）
//    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//
//    NSLog(@"group---end");
}

输出结果：
------> currentThread---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> group---begin
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 3---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> group---end

结论

从dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相关代码运行结果中可以看出：当所有任务执行完成之后，才执行 dispatch_group_notify 中的任务。这里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave组合，其实等同于dispatch_group_async。

4.NSOperation

4.1 简介

NSOperation、NSOperationQueue 是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装，完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。

为什么要使用 NSOperation、NSOperationQueue？

可添加完成的代码块，在操作完成后执行。
添加操作之间的依赖关系，方便的控制执行顺序。
设定操作执行的优先级。
可以很方便的取消一个操作的执行。
使用 KVO 观察对操作执行状态的更改：isExecuteing、isFinished、isCancelled。

4.2 操作和队列

既然是基于 GCD 的更高一层的封装。那么，GCD 中的一些概念同样适用于 NSOperation、NSOperationQueue。在 NSOperation、NSOperationQueue 中也有类似的任务（操作）和队列（操作队列）的概念。

操作（Operation）
- 执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。
- 在 GCD 中是放在 block 中的。在 NSOperation 中，我们使用 NSOperation 子类 NSInvocationOperation、NSBlockOperation，或者自定义子类来封装操作。
操作队列（Operation Queues）
- 这里的队列指操作队列，即用来存放操作的队列。不同于 GCD 中的调度队列 FIFO（先进先出）的原则。NSOperationQueue 对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）。
- 操作队列通过设置最大并发操作数（maxConcurrentOperationCount）来控制并发、串行。
- NSOperationQueue 为我们提供了两种不同类型的队列：主队列和自定义队列。主队列运行在主线程之上，而自定义队列在后台执行。

4.3 使用步骤

NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 来实现多线程。因为默认情况下，NSOperation 单独使用时系统同步执行操作，配合 NSOperationQueue 我们能更好的实现异步执行。

创建操作：先将需要执行的操作封装到一个 NSOperation 对象中。
创建队列：创建 NSOperationQueue 对象。
将操作加入到队列中：将 NSOperation 对象添加到 NSOperationQueue 对象中。

之后呢，系统就会自动将 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出来，在新线程中执行操作。

4.4 NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.4.1 创建操作

NSOperation 是个抽象类，不能用来封装操作。我们只有使用它的子类来封装操作。我们有三种方式来封装操作。

1. 使用子类 NSInvocationOperation

在没有使用 NSOperationQueue、在主线程中单独使用使用子类 NSInvocationOperation 执行一个操作的情况下，操作是在当前线程执行的，并没有开启新线程。
在其他线程中单独使用子类 NSInvocationOperation，操作是在当前调用的其他线程执行的，并没有开启新线程。

// 1.创建 NSInvocationOperation 对象
     // 1.创建 NSInvocationOperation 对象
    NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];

    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];

2. 使用子类 NSBlockOperation

一个 NSBlockOperation 对象封装了多个操作。NSBlockOperation 是否开启新线程，取决于操作的个数（NSBlockOperation 还提供了一个方法 addExecutionBlock:，通过 addExecutionBlock: 就可以为 NSBlockOperation 添加额外的操作。这些操作（包括 blockOperationWithBlock 中的操作）可以在不同的线程中同时（并发）执行。只有当所有相关的操作已经完成执行时，才视为完成）。如果添加的操作的个数多，就会自动开启新线程。当然开启的线程数是由系统来决定的。

// 1.创建 NSBlockOperation 对象
    NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        // do something
    }];

    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
    
     // 2.添加额外的操作
    [op addExecutionBlock:^{
        // do something
    }];

3. 自定义继承自 NSOperation 的子类，通过实现内部相应的方法来封装操作。

在没有使用 NSOperationQueue、在主线程单独使用自定义继承自 NSOperation 的子类的情况下，是在主线程执行操作，并没有开启新线程

如果使用子类 NSInvocationOperation、NSBlockOperation 不能满足日常需求，我们可以使用自定义继承自 NSOperation 的子类。可以通过重写 main 或者 start 方法来定义自己的 NSOperation 对象。重写main方法比较简单，我们不需要管理操作的状态属性 isExecuting 和 isFinished。当 main 执行完返回的时候，这个操作就结束了。


//先定义一个继承自 NSOperation 的子类，重写main方法。

// JTOperation.h 文件
#import <Foundation/Foundation.h>

@interface JTOperation : NSOperation

@end

// JTOperation.m 文件
#import "JTOperation.h"

@implementation JTOperation

- (void)main {
    if (!self.isCancelled) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }
}

@end



/**
 * 然后使用的时候导入头文件JTOperation.h。
 * 使用自定义继承自 JTOperation 的子类
 */
- (void)useCustomOperation {
    // 1.创建 JTOperation 对象
    JTOperation *op = [[JTOperation alloc] init];
    // 2.调用 start 方法开始执行操作
    [op start];
}

4.4.2 创建队列

NSOperationQueue 一共有两种队列：主队列、自定义队列。其中自定义队列同时包含了串行、并发功能。下边是主队列、自定义队列的基本创建方法和特点。

主队列
- 凡是添加到主队列中的操作，都会放到主线程中执行。
自定义队列
- 添加到这种队列中的操作，就会自动放到子线程中执行。
- 同时包含了：串行、并发功能。

// 主队列获取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

// 自定义队列创建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

4.4.3 将操作加入队列中

NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 来实现多线程。那么我们需要将创建好的操作加入到队列中去。总共有两种方法：

*- (void)addOperation:(NSOperation )op;
- 使用 NSOperation 子类创建操作，并使用 addOperation: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行。

/**
 * 需要先创建操作，再将创建好的操作加入到创建好的队列中去。
 *
 * 使用 addOperation: 将操作加入到操作队列中
 */
- (void)addOperationToQueue {

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.创建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];

    // 使用 NSInvocationOperation 创建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];

    // 使用 NSBlockOperation 创建操作3
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [op3 addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];

    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到队列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}

输出结果：
------> 4---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}

- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
- 使用 addOperationWithBlock: 将操作加入到操作队列后能够开启新线程，进行并发执行。

/**
 * 无需先创建操作，在 block 中添加操作，直接将包含操作的 block 加入到队列中。
 *
 * 使用 addOperation: 将操作加入到操作队列中
 */
- (void)addOperationWithBlockToQueue {
    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
}

输出结果：
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}

4.5 串行，并行控制

NSOperationQueue 创建的自定义队列同时具有串行、并发功能，上边我们演示了并发功能。它的串行功能是通过属性 最大并发操作数—maxConcurrentOperationCount 用来控制一个特定队列中可以有多少个操作同时参与并发执行。

注意：这里 maxConcurrentOperationCount 控制的不是并发线程的数量，而是一个队列中同时能并发执行的最大操作数。而且一个操作也并非只能在一个线程中运行。

最大并发操作数：maxConcurrentOperationCount
- maxConcurrentOperationCount 默认情况下为-1，表示不进行限制，可进行并发执行。
- maxConcurrentOperationCount 为1时，队列为串行队列。只能串行执行。
- maxConcurrentOperationCount 大于1时，队列为并发队列。操作并发执行，当然这个值不应超过系统限制，即使自己设置一个很大的值，系统也会自动调整为 min{自己设定的值，系统设定的默认最大值}。

/**
 * 设置 MaxConcurrentOperationCount（最大并发操作数）
 */
- (void)setMaxConcurrentOperationCount {

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.设置最大并发操作数
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行队列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并发队列
// queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并发队列

    // 3.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
}

最大并发操作数为1 输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}

最大并发操作数为2 输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 6, name = (null)}
------> 4---<NSThread:>{number = 5, name = (null)}
------> 3---<NSThread:>{number = 6, name = (null)}

结论

当最大并发操作数为1时，操作是按顺序串行执行的，并且一个操作完成之后，下一个操作才开始执行。当最大操作并发数为2时，操作是并发执行的，可以同时执行两个操作。而开启线程数量是由系统决定的，不需要我们来管理。

4.6 NSOperation 操作依赖

NSOperation 提供了3个接口供我们管理和查看依赖。

*- (void)addDependency:(NSOperation )op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。
*- (void)removeDependency:(NSOperation )op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。
**@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation > dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组。

通过添加操作依赖，无论运行几次，其结果都是 op1 先执行，op2 后执行。

/**
 * 操作依赖
 * 使用方法：addDependency:
 */
- (void)addDependency {

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    // 2.创建操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }
    }];

    // 3.添加依赖
    [op2 addDependency:op1]; // 让op2 依赖于 op1，则先执行op1，在执行op2

    // 4.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 4, name = (null)}

4.7 NSOperation 优先级

NSOperation 提供了queuePriority（优先级）属性，queuePriority属性适用于同一操作队列中的操作，不适用于不同操作队列中的操作。默认情况下，所有新创建的操作对象优先级都是NSOperationQueuePriorityNormal。但是我们可以通过setQueuePriority:方法来改变当前操作在同一队列中的执行优先级。

// 优先级的取值
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};

对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后进入就绪状态的操作的开始执行顺序（非结束执行顺序）由操作之间相对的优先级决定（优先级是操作对象自身的属性）。

理解了进入就绪状态的操作，那么我们就理解了queuePriority 属性的作用对象。

queuePriority 属性决定了进入准备就绪状态下的操作之间的开始执行顺序。并且，优先级不能取代依赖关系。
如果一个队列中既包含高优先级操作，又包含低优先级操作，并且两个操作都已经准备就绪，那么队列先执行高优先级操作。
如果，一个队列中既包含了准备就绪状态的操作，又包含了未准备就绪的操作，未准备就绪的操作优先级比准备就绪的操作优先级高。那么，虽然准备就绪的操作优先级低，也会优先执行。优先级不能取代依赖关系。如果要控制操作间的启动顺序，则必须使用依赖关系。

4.8 NSOperation 线程间通信

/**
 * 线程间通信
 */
- (void)communication {

    // 1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    // 2.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        // 异步进行耗时操作
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
        }

        // 回到主线程
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            // 进行一些 UI 刷新等操作
            for (int i = 0; i < 2; i++) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
                NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印当前线程
            }
        }];
    }];
}

输出结果：
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 1---<NSThread:>{number = 3, name = (null)}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}
------> 2---<NSThread:>{number = 1, name = main}

4.9 NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

NSOperation 常用属性和方法
1. 取消操作的方法
  - - (void)cancel; 可取消操作，实质是标记 isCancelled 状态。
2. 判断操作状态的方法
  - - (BOOL)isFinished; 判断操作是否已经结束。
  - - (BOOL)isCancelled; 判断操作是否已经标记为取消。
  - - (BOOL)isExecuting; 判断操作是否正在在运行。
  - - (BOOL)isReady; 判断操作是否处于准备就绪状态，这个值和操作的依赖关系相关。
3. 操作同步
  - - (void)waitUntilFinished; 阻塞当前线程，直到该操作结束。可用于线程执行顺序的同步。
  - - (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock 会在当前操作执行完毕时执行 completionBlock。
  - *- (void)addDependency:(NSOperation )op; 添加依赖，使当前操作依赖于操作 op 的完成。
  - *- (void)removeDependency:(NSOperation )op; 移除依赖，取消当前操作对操作 op 的依赖。
  - **@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation > dependencies; 在当前操作开始执行之前完成执行的所有操作对象数组
NSOperationQueue 常用属性和方法
1. 取消/暂停/恢复操作
  - - (void)cancelAllOperations; 可以取消队列的所有操作。
  - - (BOOL)isSuspended; 判断队列是否处于暂停状态。 YES 为暂停状态，NO 为恢复状态。
  - - (void)setSuspended:(BOOL)b; 可设置操作的暂停和恢复，YES 代表暂停队列，NO 代表恢复队列。
2. 操作同步
  - - (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞当前线程，直到队列中的操作全部执行完毕。
3. 添加/获取操作
  - - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 向队列中添加一个 NSBlockOperation 类型操作对象
  - *- (void)addOperations:(NSArray )ops waitUntilFinished:(BOOL)wait; 向队列中添加操作数组，wait 标志是否阻塞当前线程直到所有操作结束
  - *- (NSArray )operations; 当前在队列中的操作数组（某个操作执行结束后会自动从这个数组清除）。
  - - (NSUInteger)operationCount; 当前队列中的操作数。
4. 获取队列
  - + (id)currentQueue; 获取当前队列，如果当前线程不是在 NSOperationQueue 上运行则返回 nil。
  - + (id)mainQueue; 获取主队列。

注意:

这里的暂停和取消（包括操作的取消和队列的取消）并不代表可以将当前的操作立即取消，而是当当前的操作执行完毕之后不再执行新的操作。

暂停和取消的区别就在于：暂停操作之后还可以恢复操作，继续向下执行；而取消操作之后，所有的操作就清空了，无法再接着执行剩下的操作。

iOS多线程记录

一.概述

1.基本概念

同步与异步的概念

进程与线程的概念

多线程的概念与原理

多线程的优缺点

总结

二.iOS常见多线程使用方法

1. Pthreads

1.1 使用方法

1.2 pthread其它方法

2. NSThread

2.1 介绍

2.2 线程初始化方法

2.3 线程其它方法

2.4 线程状态控制方法

2.5 NSThread线程之间的通信

2.6 线程安全

2.7 线程的状态转换

3.GCD

3.1 GCD的优点

3.2 GCD核心概念——任务和队列

3.3 GCD的使用步骤

① 并发队列 + 同步执行

② 并发队列 + 异步执行

③ 串行队列 + 同步执行

④ 串行队列 + 异步执行

⑤ 主队列 + 同步执行

⑥ 主队列 + 异步执行

4. GCD线程间的通信

5. GCD的其它方法

5.1 GCD 栅栏方法：dispatch_barrier_async

5.2 GCD 延时执行方法：dispatch_after

5.3 GCD 一次性代码（只执行一次）：dispatch_once

5.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

5.5 GCD 的队列组：dispatch_group

5.5.1 dispatch_group_notify

5.5.2 dispatch_group_wait

5.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

4.NSOperation

4.1 简介

4.2 操作和队列

4.3 使用步骤

4.4 NSOperation 和 NSOperationQueue 基本使用

4.4.1 创建操作

4.4.2 创建队列

4.4.3 将操作加入队列中

4.5 串行，并行控制

4.6 NSOperation 操作依赖

4.7 NSOperation 优先级

4.8 NSOperation 线程间通信

4.9 NSOperation、NSOperationQueue 常用属性和方法归纳

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