使用多线程开发的优点：

  1. 资源利用率更好
  2. 程序设计在某些情况下更简单
  3. 程序响应更快

多线程的缺点：

  1. 多线程尽管提升了性能，但是存在一些访问限制，比如线程同步、线程互斥等。
  2. 多线程在使用的时候，最终是要回到主线程刷新 UI 的，如果开辟过多的多线程，会造成 CPU 的消耗。

程序：由源代码生成的可执行应用。

进程：一个正在运行的程序可以看做一个进程。进程拥有独立运行所需的全部资源。

线程：程序中独立运行的代码段。

一个进程是由一或多个线程组成。进程只负责资源的调度和分配，线程才是程序真正的执行单元，负责代码的执行。

单多线程区别

  • 单线程程序：只有一个线程，即主线程，代码顺序执行，容易出现代码阻塞(页面假死)。
  • 多线程程序：有多个线程，线程间独立运行，能有效的避免代码阻塞，并且提高程序的运行性能。

注意：iOS 中关于 UI 的添加和刷新必须在主线程中操作。

iOS多线程实现种类

注意：

  1. 每个线程都维护着与自己对应的 NSAutoreleasePool 对象，将其放在线程栈的栈顶。当线程结束时，会清空自动释放池。
  2. 为保证对象的及时释放，在多线程方法中需要添加自动释放池。
  3. 在应用程序打开的时候，系统会自动为主线程创建一个自动释放池。
  4. 我们手动创建的子线程需要我们手动添加自动释放池。

1. NSThread

NSThread 是一个轻量级的多线程，它有以下两种创建方法：

  • + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)aSelector toTarget:(id)aTarget withObject:(id)anArgument; 初始化一个子线程并自动开启
  • - (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument; 初始化一个子线程，但需要手动开启

方法

功能

start

开启子线程

cancel

取消当前子线程

exit

立即结束线程

isExecuting

线程是否正在执行

isFinished

线程是否执行完毕

方法

功能

[NSThread currentThread]

获取当前线程

[NSThread mainThread]

获取主线程

[NSThread sleepForTimeInterval:2]

线程休眠2秒

2. NSOperationQueue

  1. NSOperation 类，在 MVC 中属于 M，是用来封装单个任务相关的代码和数据的抽象类。
  2. 因为它是抽象的，不能够直接使用这个类，而是使用子类（NSInvocationOperation 或 NSBlockOperation）来执行实际任务。
  3. NSOperation（含子类），只是一个操作，本身无主线程、子线程之分，可在任意线程中使用。通常与 NSOperationQueue 结合使用。
  4. NSOperationQueue 是操作队列，它用来管理一组 Operation 对象的执行，会根据需要自动为 Operation 开辟合适数量的线程，以完成任务的并行执行。
  5. NSOperation 可以调节它在队列中的优先级（使用 addDependency: 设置依赖关系）。
  6. 当最大并发数设置为 1 的时候，能实现线程同步（串行执行）。

3. NSObject

NSObject 实现异步后台执行。

  • - (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(id)arg; 后台执行某个方法

4. GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 开发的一种多核编程技术。主要用于优化应用程序以支持多核处理器以及其他对称多处理系统。

  1. GCD 核心概念
    1）任务：具有一定功能的代码段。一般是一个 block 或者函数。
    2）分发队列：GCD 以队列（FIFO）的方式进行工作。
    3）GCD 会根据分发队列的类型，创建合适数量的线程执行队列中的任务。
  2. dispatch queue 分为下面 2 种：
    1）SerialQueue：一次只执行一个任务。Serial queue 通常用于同步访问特定的资源或数据。当你创建多个 Serial queue 时，虽然它们各自是同步执行的，但 Serial queue 与 Serial queue 之间是并发执行的。SerialQueue 能实现线程同步。
    2）Concurrent：可以并发地执行多个任务，但是遵守 FIFO。
  3. GCD 功能
    1）dispatch_async() 往队列中添加任务，任务会排队执行。
    2）dispatch_after() 往队列中添加任务，任务不但会排队，还会在延迟的时间点执行。
    3）dispatch_apply() 往队列中添加任务，任务会重复执行 n 次。
    4）dispatch_group_async() 将任务添加到队列中，并添加分组标记。
    5）dispatch_group_notify() 将任务添加到队列中，当某个分组的所有任务执行完之后，此任务才会执行。
    6）dispatch_barrier_async() 将任务添加到队列中，此任务执行的时候，其它任务停止执行。
    7）dispatch_once() 任务添加到队列中，但任务在程序运行过程中，只执行一次。
    dispatch_once：该函数接收一个 dispatch_once 用于检查该代码块是否已经被调度的谓词（是一个长整型，实际上作为 BOOL 使用）。它还接收一个希望在应用的生命周期内仅被调度一次的代码块。
    dispatch_once 不仅意味着代码仅会被运行一次，而且还是线程安全的，这就意味着你不需要使用诸如 @synchronized 之类的来防止使用多个线程或者队列时不同步的问题。
    8）dispatch_sync() 将任务添加到队列中，block 不执行完，后面代码不会执行。
    9）dispatch_async_f() 将任务添加到队列中，任务是函数，非 block。
  4. async 和 sync 的区别
    async 不等 block 体执行完，就去执行后面的代码。
    sync 会等待 block 体执行完成之后，才会去执行 block 体外面的代码。

线程间通讯

1. 线程间通信分为两种：

  1. 主线程进入子线程
  2. 子线程回到主线程

2. 返回主线程方法

  1. GCD 方法：dispatch_get_main_queue()
  2. NSObject 方法：- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

线程互斥

线程间互斥应对的是这种场景：多个线程操作同一个资源（即某个对象），需要保证线程在对资源的状态（即对象的成员变量）进行一些非原子性操作后，状态仍然正确。

线程互斥解决方案：

  1. @synchronized 自动对参数对象加锁，保证临界区内的代码线程安全
  2. NSLock
  3. NSConditionLock 条件锁，可以设置条件
  4. NSRecursiveLock 递归锁，多次调用不会阻塞已获取该锁的线程