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详情简介：
本文主要是深度总结 iOS多线程 以及在实际项目中的使用场景。
iOS 多线程简介
通过本文，你可以学到以下知识：
- 1、进程、线程 是什么？
- 2、多线程实现原理
- 3、多线程在 iOS 开发中的优缺点
- 4、多线程实现技术方案一 -- pThread
- 5、多线程实现技术方案二 -- NSThread
- 6、多线程实现技术方案三 -- GCD
- 7、多线程实现技术方案四 -- NSOperation
- 8、线程池
本文中使用的 Demo 已经传到 GitHub 上了，有需要的话，可以 Star 进行收藏。 传送门
下图所示是本文 demo 以及简介：
如图：
- 蓝色区域是 pThread 相关概念的实践。
- 橙色区域是 NSThread 相关概念的实践。
- 绿色区域是 Grand Central Dispatch 相关概念的实践。
- 红色区域是 NSOperation 相关概念的实践。
项目中用到多线程的场景
- 网络请求
- 图片加载
- 文件处理
- 数据存储
- 其他任务的执行
任务执行的方式
-
串行，多个任务顺序执行。 -
并行，多个任务并发执行，也就是同时执行。
进程是什么？
进程 指的就是系统中正在运行的一个应用程序，它有新建、就绪、运行、阻塞和终止五种状态。
线程是什么？
线程 是进程中的基本执行单元，进程中的所有任务都是在线程中执行的。
多线程实现原理？
采用的是 时间片轮转调度 的方式来实现的。
多线程在 iOS 开发中的优缺点
优点：
- 简化了编程模型
- 更加的轻量级
- 提高了执行效率
- 提高了资源利用率
缺点：
- 增加了程序设计复杂性
- 占用内存空间
- 增大 CPU 调度开销
多线程实现技术方案
pThread
基于 C 语言实现的框架，不是很常用。
NSThread
对 C 语言框架进行了封装，完全是面向对象的。
对象实例初始化方式
主要有 3 种方式来实现多线程：
- 方式1：通过 alloc 方式创建 NSThread 对象
- 方式2：通过 detachNewThreadSelector 方式
- 方式3：通过 performSelectorInBackground 方式
设置实例对象的 name
其中 方式1 创建的 thread 对象，可以设置线程的 name ,用来作为线程的标识，一般有以下用途：
- 1、用于 Debug 调试。
- 2、可以根据不同的线程来执行不同的业务逻辑。
设置实例对象的 优先级
thread 对象还可以通过 setThreadPriority方法来设置不同的优先级。*
终端打印如图所示：
在图中，我们不难发现：
- 红色箭头指的是 App 的进程 ID 2422
- 绿框中的指的是 主线程的 ID 120606
- 蓝色的框分别是新建的子线程，他们线程ID 依次是 120987，120988
不同线程之间的资源竞争问题
在实际项目中经常有以下场景：多个线程同时设置或读取同一个 property 的值。这样会导致资源竞争，数据不准确的问题。
在 Demo 中我们通过抢红包游戏来模拟资源竞争问题，一共有3个红包，四个人同时开抢，如下图是没有做任何处理的情况下，四个线程同时抢红包，导致红包数量出错，因为他们几乎同时修改了红包的数量。
我们可以通过 线程加锁 的方式来解决资源冲突问题。常用的有三种加锁方式，分别是
- @synchronized (self) { 在这里修改数据 }
- 通过 NSCondition 对象，修改数据前加锁，修改数据后解锁。
- 通过 NSLock 对象，修改数据前加锁，修改数据后解锁。
加锁后的数据如图所示，这次正常了，可怜的 muhlenXi 同学没抢到红包。
GCD
Grand Central Dispatch 是 Apple 公司针对多核并行运算提出的一套线程机制，GCD 会自动的管理线程的生命周期，使用起来比较方便和灵活。
进程同步 和 进程异步
-
进程同步：进程中的多个任务必须一个一个来处理，前一个任务处理完毕，才会进行下一个任务。同步会阻塞当前线程。 -
进程异步：不用等待任务处理完毕，就可以执行下一个任务了。异步不会阻塞当前线程。
dispatch_get_global_queue
dispatch_get_global_queue(0, 0) 方法获取的是全局并发队列，第一个参数用于设置队列的优先级，使用场景如下：
- 异步执行不同任务
dispatch_get_main_queue
dispatch_get_main_queue() 方法获取的是 主线程队列，使用场景如下：
- 刷新 UI
注意事项
1、当有多个任务异步执行时，给 dispatch_get_global_queue 设置优先级，并不能准确保证每个任务的执行顺序，优先级高的线程仅仅说明在该线程执行任务的概率大些而已。
2、自定义一个同步线程队列(SERIAL)，然后把多个任务放入同一个线程中执行，方可保证任务的执行顺序。
dispatch_group_t
dispatch_group_t 使用场景如下：
- 在 同一个同步子线程 (即自定义 serial queue) 中，多个任务异步执行处理后，需要统一的回调通知来得知所有的任务都处理完了，然后再执行相应的业务处理。
dispatch_group_enter 和 dispatch_group_leave 使用场景：
- 在 同一个异步子线程 (即自定义 concurrent queue) 中发送多个异步数据请求，多个数据请求完成后，统一回调刷新 UI 等场景。
注意事项
dispatch_group_notify 方法中，回调回来的数据是在异步线程中执行的，需要回到主线程中刷新 UI。
dispatch_once
dispatch_once 使用场景：
- 单例，App 声明周期中只会实例化一次。
- 整个生命周期只需要执行一次的代码块。
dispatch_after
dispatch_after 使用场景：
- 延迟执行某个任务。
注意事项
当页面被 dealloc 后，如果时间到了，block 中的代码还会执行，会引起闪退问题，我们应该加以判断。
NSOperation
NSOperation 是针对 GCD 封装的一个多线程抽象基类，不能直接被使用，需要使用其子类。子类主要有以下三种使用方式：
- 使用 NSInvocationOperation ,系统封装的。
- 使用 NSBlockOperation, 系统封装的。
- 自定义 Operation,需继承于 NSOperation。
NSOperation 子对象
NSOperation 子对象有 5 种状态，分别是：
ready (就绪)、 cancelled（取消）、 executing（执行)、finished（完成） 和 asynchronous（是否并发）。
实际项目中应该根据不同状态来执行不同业务逻辑。
添加依赖
NSOperation 子对象之间可以通过 addDependency 方法来添加依赖关系，注意别导致依赖环。
比如：A 依赖于 B，表明 B 任务执行完，才会执行 A 任务。
[blockOperA addDependency:blockOperB];
注意事项：NSOperation 子对象的 start 方法使任务都会在当前线程中同步执行，会阻塞当前线程。
NSOperationQueue 是什么？
NSOperationQueue 指的是操作队列，我们可以理解为线程池，我们可以将 Operation 对象加入到线程池中，操作系统会根据资源来调度。对于 NSOperationQueue ：
- 可以通过
addOperation方法添加对象。 - 可以通过
setMaxConcurrentOperationCount方法来设置线程池的最大并发数。
注意事项
当我们自定义 Operation 执行异步网络请求任务时，如果此时有依赖，会导致依赖失效，因为异步请求会新开辟一个线程去执行任务，Operation 此时会认为，该任务已经完成，就会按照依赖关系去执行下一个任务。针对这种情况，解决办法就是：
第一步：在 自定义Operation 类中声明一个属性，用来表示线程是否结束；
@property (nonatomic,assign) BOOL isOver; //!< 线程是否结束
第二步：在 main 方法中使用 NSRunLoop 的方式使线程一直执行，直到异步网络请求任务完成后，再改变 isOver。
// 重写 main 方法执行自定义的任务
- (void)main {
// 模拟网络请求
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"执行模拟网络请求任务");
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
if (self.isCancelled) {
return;
}
NSLog(@"%@",self.name);
self.isOver = YES;
});
// 使线程一直运行
while (!self.cancelled && !self.isOver) {
[[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
}
}
iOS 多线程到此就完结了。
结束语
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