主線程

一個iOS程序運行後，默認會開啟1條線程，稱為“主線程”或“UI線程”（刷新UI界面最好在主線程中做，在子線程中可能會出現莫名其妙的BUG） 主線程的作用顯示\刷新UI界面 處理UI事件（比如點擊事件、滾動事件、拖拽事件等） 注意點別將比較耗時的操作放到主線程中 耗時操作會卡住主線程，嚴重影響UI的流暢度，給用戶一種“卡”的壞體驗 iOS中多線程的實現方案
pthread（c語言，程序員管理）
一套通用的多線程API 適用於Unix\Linux\Windows等系統 跨平台\可移植 使用難度大 NSThread（oc語言，程序員管理）
使用更加面向對象 簡單易用，可直接操作線程對象 GCD（c語言，自動管理）
旨在替代NSThread等線程技術 充分利用設備的多核 NSOperation（oc語言，自動管理）
基於GCD（底層是GCD） 比GCD多了一些更簡單實用的功能 使用更加面向對象

NSThread

一個NSThread對象就代表一條線程 創建、啟動線程

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 線程一啟動，就會在線程thread中執行self的run方法

常見相關用法

+ (NSThread *)mainThread; // 獲得主線程
- (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程

// 獲取當前線程
NSThread *current = [NSThread currentThread];

// 線程的名字
- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;

其他創建線程方式
優點：簡單快捷 缺點：無法對線程進行更詳細的設置

// 創建線程後自動啟動線程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

// 隱式創建並啟動線程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

控制線程的狀態

// 啟動線程
- (void)start; 
// 進入就緒狀態 -> 運行狀態。當線程任務執行完畢，自動進入死亡狀態

// 阻塞（暫停）線程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 進入阻塞狀態

// 強制停止線程
+ (void)exit;
// 進入死亡狀態
// 注意：一旦線程停止（死亡）了，就不能再次開啟任務

互斥鎖

互斥鎖使用格式

@synchronized(鎖對象) { // 需要鎖定的代碼  }
// 注意：鎖定1份代碼只用1把鎖，用多把鎖是無效的

原子和非原子屬性

OC在定義屬性時有nonatomic和atomic兩種選擇
atomic：原子屬性，為setter方法加鎖（默認就是atomic） nonatomic：非原子屬性，不會為setter方法加鎖 nonatomic和atomic對比
atomic：線程安全，需要消耗大量的資源 nonatomic：非線程安全，適合內存小的移動設備 iOS開發的建議
所有屬性都聲明為nonatomic 盡量避免多線程搶奪同一塊資源 盡量將加鎖、資源搶奪的業務邏輯交給服務器端處理，減小移動客戶端的壓力

線程間的通信

什麼叫做線程間通信
在1個進程中，線程往往不是孤立存在的，多個線程之間需要經常進行通信 線程間通信的體現
1個線程傳遞數據給另1個線程 在1個線程中執行完特定任務後，轉到另1個線程繼續執行任務 線程間通信常用方法

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

GCD

本質及優點
全稱是Grand Central Dispatch，可譯為“牛逼的中樞調度器” GCD會自動管理線程的生命周期（創建線程、調度任務、銷毀線程） 程序員只需要告訴GCD想要執行什麼任務，不需要編寫任何線程管理代碼 使用GCD的步驟
定制任務
確定想做的事情 將任務添加到隊列中
GCD會自動將隊列中的任務取出，放到對應的線程中執行 任務的取出遵循隊列的FIFO原則：先進先出，後進後出 執行任務常用的函數

// 用同步的方式執行任務
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// queue：隊列
// block：任務
// 注意：使用sync函數往當前串行隊列中添加任務，會卡住當前的串行隊列。同步方式會阻塞當前隊列。


// 用異步的方式執行任務
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 在前面的任務執行結束後它才執行，而且它後面的任務等它執行完成之後才會執行
// 注意：這個queue不能是全局的並發隊列

同步和異步的區別
同步：只能在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力 異步：可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力 隊列的類型
並發隊列（Concurrent Dispatch Queue）
可以讓多個任務並發（同時）執行（自動開啟多個線程同時執行任務） 並發功能只有在異步（dispatch_async）函數下才有效 串行隊列（Serial Dispatch Queue）
讓任務一個接著一個地執行（一個任務執行完畢後，再執行下一個任務） 並發隊列

// 創建並發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("隊列名稱", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
// 第一個參數 const char *label 隊列名稱 
// 第二個參數 dispatch_queue_attr_t attr 隊列的類型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示並發隊列

// 獲得全局的並發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 
// 第一個參數 dispatch_queue_priority_t priority 隊列的優先級
// 第二個參數 unsigned long flags 此參數暫時無用，用0即可
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 後台

串行隊列

// 創建串行隊列（隊列類型傳遞NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("隊列名稱", NULL); 
// 獲得主隊列，主隊列也是串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

線程間的通信

// 從子線程回到主線程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執行耗時的異步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主線程，執行UI刷新操作
        });
});

延遲操作
iOS中延遲操作有3種
調用NSObject的方法 使用GCD函數 使用NSTimer

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒後再調用self的run方法

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒後執行這裡的代碼...
});

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];

一次性代碼

// 使用dispatch_once函數能保證某段代碼在程序運行過程中只被執行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執行1次的代碼(這裡面默認是線程安全的)
});

快速迭代

// 使用dispatch_apply函數能進行快速迭代遍歷
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
    // 執行10次代碼，index順序不確定
});

隊列組
可以滿足的一種需求（當然也可以用依賴線程依賴實現，下文會提到）
首先：分別異步執行2個耗時的操作 其次：等2個異步操作都執行完畢後，再回到主線程執行操作

dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執行1個耗時的異步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執行1個耗時的異步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 等前面的異步操作都執行完畢後，回到主線程...
});

單例模式

單例模式的作用
可以保證在程序運行過程，一個類只有一個實例，而且該實例易於供外界訪問 從而方便地控制了實例個數，並節約系統資源 單例模式的使用場合
在整個應用程序中，共享一份資源（這份資源只需要創建初始化1次） 實現步驟：

// 在.m中保留一個全局的static的實例
static id _instance;

// 重寫allocWithZone:方法，在這裡創建唯一的實例（注意線程安全），alloc方法會調用allocWithZone:方法
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}
// 提供1個類方法讓外界訪問唯一的實例
+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}
// 實現copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

NSOperation

NSOperation和NSOperationQueue實現多線程的具體步驟
先將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中 然後將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中 系統會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來 將取出的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執行 NSOperation是抽象類，使用NSOperation子類的方式有3種
NSInvocationOperation NSBlockOperation 自定義子類繼承NSOperation，實現內部相應的方法 NSInvocationOperation

// 創建NSInvocationOperation對象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;

// 調用start方法開始執行操作
- (void)start;
// 一旦執行操作，就會調用target的sel方法
// 注意：默認情況下，調用了start方法後並不會開一條新線程去執行操作，而是在當前線程同步執行操作。只有將NSOperation放到一個NSOperationQueue中，才會異步執行操作

NSBlockOperation

// 創建NSBlockOperation對象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

// 通過addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;

// 注意：只要NSBlockOperation封裝的操作數 > 1，就會異步執行操作

NSOperationQueue

// 添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

相關操作

// 設置最大並發數
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;

// 取消隊列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
// 提示：也可以調用NSOperation的- (void)cancel方法取消單個操作

// 暫停和恢復隊列
- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暫停隊列，NO代表恢復隊列
- (BOOL)isSuspended;

操作依賴
NSOperation之間可以設置依賴來保證執行順序 可以在不同queue的NSOperation之間創建依賴關系

[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依賴於操作A

操作的監聽

// 可以監聽一個操作的執行完畢
- (void (^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

自定義NSOperation
只需要重寫- (void)main方法，在裡面實現想執行的任務 注意點
自己創建自動釋放池（因為如果是異步操作，無法訪問主線程的自動釋放池） 經常通過- (BOOL)isCancelled方法檢測操作是否被取消，對取消做出響應

計算時間差

NSDate *start = [NSDate date];
// 上下兩句代碼間放需要計算時間的程序
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"%f", [end timeIntervalSinceDate:start]);

CFTimeInterval begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
// 上下兩句代碼間放需要計算時間的程序
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"%f", end - begin);

小結：

1、在GCD中，方法如果用異步函數可以開啟子線程做事情，該方法中的程序會順序執行到底，然後再返回去開啟子線程執行內部的操作。如果是同步函數，則不能開啟子線程，裡面的同步函數只能一個一個執行下去。
2、如果在主隊列中調用同步函數，容易造成死鎖。