前言
iOS多线程有四种：pthread（最古老的），NSThread，NSOperation，GCD
一、进程和线程
1.什么是进程
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
比如同时打开QQ、Xcode，系统就会分别启动2个进程
通过“活动监视器”可以查看Mac系统中所开启的进程
2.什么是线程
1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）
线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行
比如使用酷狗播放音乐、使用迅雷下载电影，都需要在线程中执行
3.线程的串行
1个线程中任务的执行是串行的
如果要在1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，1个线程只能执行1个任务
比如在1个线程中下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C）
二、多线程
1.什么是多线程
1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
进程 ->车间，线程->车间工人
多线程技术可以提高程序的执行效率
比如同时开启3条线程分别下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C）
2.多线程的原理
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
思考：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
每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低）
3.多线程的优缺点
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
开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，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
4.多线程在iOS开发中的应用
主线程:一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”
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
5.代码示例
执行效果：
说明：当点击执行的时候，textView点击无响应。
执行分析：等待主线程串行执行。
开启子线程。
NSThread线程的创建和使用：
一、创建和启动线程简单说明
一个NSThread对象就代表一条线程
创建、启动线程
(1) NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法
主线程相关用法
+ (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+ (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：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
+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
设置线程的名字
- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;
其他创建线程的方式
(2)创建线程后自动启动线程[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
(3)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
二、代码示例
使用NSThread创建线程
调用线程1，打印结果为：
调用线程2
调用线程3
线程安全：
一、多线程的安全隐患
资源共享
1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源
比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题
示例一：
示例二：
二、安全隐患分析
三、如何解决
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
代码示例：
执行效果图
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,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
四：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
原子和非原子属性的选择
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
iOS开发的建议
所有属性都声明为nonatomic
尽量避免多线程抢夺同一块资源
尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力
线程间的通信
一、简单说明
线程间通信：在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信
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;
线程间通信示例 – 图片下载
NSOperation的使用
一、NSOperation简介
1.简单说明
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：
（1）先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
（2）然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
（3）系统会⾃动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来
（4）将取出的NSOperation封装的操作放到⼀条新线程中执⾏
2.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：
（1）NSInvocationOperation
（2）NSBlockOperation
（3）自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的⽅法
二、 具体说明
1.NSInvocationOperation子类
创建对象和执行操作：
说明：一旦执⾏操作,就会调用target的test方法
代码示例：
打印查看：
注意：操作对象默认在主线程中执行，只有添加到队列中才会开启新的线程。即默认情况下，如果操作没有放到队列中queue中，都是同步执行。只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中,才会异步执行操作
2.NSBlockOperation子类
创建对象和添加操作：
代码示例：
代码1：
打印查看：
代码2：
注意:只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1,就会异步执行操作
3.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，自动执行操作，自动开启线程
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;
代码示例：
打印效果：
注意：系统自动将NSOperationqueue中的NSOperation对象取出，将其封装的操作放到一条新的线程中执行。上面的代码示例中，一共有四个任务，operation1和operation2分别有一个任务，operation3有两个任务。一共四个任务，开启了四条线程。通过任务执行的时间全部都是273可以看出，这些任务是并行执行的。
提示：队列的取出是有顺序的，与打印结果并不矛盾。这就好比，选手A,BC虽然起跑的顺序是先A,后B，然后C，但是到达终点的顺序却不一定是A,B在前，C在后。
下面使用for循环打印，可以更明显的看出任务是并发执行的。
代码示例：
NSOperation的基本操作
一、并发数
（1）并发数:同时执⾏行的任务数.比如,同时开3个线程执行3个任务,并发数就是3
（2）最大并发数：同一时间最多只能执行的任务的个数。
（3）最⼤大并发数的相关⽅方法
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
说明：如果没有设置最大并发数，那么并发的个数是由系统内存和CPU决定的，可能内存多久开多一点，内存少就开少一点。
注意：num的值并不代表线程的个数，仅仅代表线程的ID。
提示：最大并发数不要乱写（5以内），不要开太多，一般以2~3为宜，因为虽然任务是在子线程进行处理的，但是cpu处理这些过多的子线程可能会影响UI，让UI变卡。
二、队列的取消，暂停和恢复
（1）取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
提⽰:也可以调用NSOperation的- (void)cancel⽅法取消单个操作
（2）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; //当前状态
（3）暂停和恢复的适用场合：在tableview界面，开线程下载远程的网络界面，对UI会有影响，使用户体验变差。那么这种情况，就可以设置在用户操作UI（如滚动屏幕）的时候，暂停队列（不是取消队列），停止滚动的时候，恢复队列。
三、操作优先级
（1）设置NSOperation在queue中的优先级,可以改变操作的执⾏优先级
- (NSOperationQueuePriority)queuePriority;
- (void)setQueuePriority:(NSOperationQueuePriority)p;
（2）优先级的取值
NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
说明：优先级高的任务，调用的几率会更大。
四、操作依赖
（1）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,可以像下面这么写
[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依赖于操作
（2）可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
注意：不能循环依赖（不能A依赖于B，B又依赖于A）。
（3）代码示例
打印查看：
A做完再做B，B做完才做C。
注意：一定要在添加之前，进行设置。
提示：任务添加的顺序并不能够决定执行顺序，执行的顺序取决于依赖。使用Operation的目的就是为了让开发人员不再关心线程。
5.操作的监听
可以监听一个操作的执行完毕
- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;
代码示例
第一种方式：可以直接跟在任务后面编写需要完成的操作，如这里在下载图片后，紧跟着下载第二张图片。但是这种写法有的时候把两个不相关的操作写到了一个代码块中，代码的可阅读性不强。
第二种方式：
打印查看：
说明：在上一个任务执行完后，会执行operation.completionBlock=^{}代码段，且是在当前线程执行（2）。
参考博客：http://www.cnblogs.com/wendingding/tag/%E5%A4%9A%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%AF%87/
