1.基本概念
01 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。
02 线程
2-1 基本概念
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。
2-2 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。
03 多线程
3-1 基本概念
即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。
3-2 线程的并行
并行即同时执行。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。
3-3 多线程并发执行的原理
在同一时间里，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
3-4 多线程优缺点
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，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。
2）线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
3）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
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04 多线程在iOS开发中的应用
4-1 主线程
1）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”。
2）作用。刷新显示UI,处理UI事件。
4-2 使用注意
1）不要将耗时操作放到主线程中去处理，会卡住线程。
2）和UI相关的刷新操作必须放到主线程中进行处理。
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05 iOS中多线程的实现方案
5-1 pthread
a.特点：
1）一套通用的多线程API
2）适用于Unix\Linux\Windows等系统
3）跨平台\可移植
4）使用难度大
b.使用语言：c语言
c.使用频率：几乎不用
d.线程生命周期：由程序员进行管理
5-2 NSThread
a.特点：
1）使用更加面向对象
2）简单易用，可直接操作线程对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：偶尔使用
d.线程生命周期：由程序员进行管理
5-3 GCD
a.特点：
1）旨在替代NSThread等线程技术
2）充分利用设备的多核（自动）
b.使用语言：C语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理
5-4 NSOperation
a.特点：
1）基于GCD（底层是GCD）
2）比GCD多了一些更简单实用的功能
3）使用更加面向对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理
2.pthread
说明：pthread的基本使用（需要包含头文件）
//使用pthread创建线程对象
pthread_t thread;
NSString *name = @"yezi";
//使用pthread创建线程
//第一个参数：线程对象地址
//第二个参数：线程属性
//第三个参数：指向函数的指针
//第四个参数：传递给该函数的参数
pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));
3.NSThread
(1)NSThread的基本使用
//第一种创建线程的方式：alloc init.
//特点：需要手动开启线程，可以拿到线程对象进行详细设置
//创建线程
/*
第一个参数：目标对象
第二个参数：选择器，线程启动要调用哪个方法
第三个参数：前面方法要接收的参数（最多只能接收一个参数，没有则传nil）
*/
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"wendingding"];
//启动线程
[thread start];
//第二种创建线程的方式：分离出一条子线程
//特点：自动启动线程，无法对线程进行更详细的设置
/*
第一个参数：线程启动调用的方法
第二个参数：目标对象
第三个参数：传递给调用方法的参数
*/
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"我是分离出来的子线程"];
//第三种创建线程的方式：后台线程
//特点：自动启动县城，无法进行更详细设置
[self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"我是后台线程"];
（2）设置线程的属性
//设置线程的属性
//设置线程的名称
thread.name = @"线程A";
//设置线程的优先级,注意线程优先级的取值范围为0.0~1.0之间，1.0表示线程的优先级最高,如果不设置该值，那么理想状态下默认为0.5
thread.threadPriority = 1.0;
（3）线程的状态（了解）
//线程的各种状态：新建-就绪-运行-阻塞-死亡
//常用的控制线程状态的方法
[NSThread exit];//退出当前线程
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];//阻塞线程
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];//阻塞线程
//注意：线程死了不能复生
（4）线程安全
01 前提：多个线程访问同一块资源会发生数据安全问题
02 解决方案：加互斥锁
03 相关代码：@synchronized(self){}
04 专业术语-线程同步
05 原子和非原子属性（是否对setter方法加锁）
（5）线程间通信
-(void)touchesBegan:(nonnull NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event
{
// [self download2];
//开启一条子线程来下载图片
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:self withObject:nil];
}
-(void)downloadImage
{
//1.确定要下载网络图片的url地址，一个url唯一对应着网络上的一个资源
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p6.qhimg.com/t01d2954e2799c461ab.jpg"];
//2.根据url地址下载图片数据到本地（二进制数据
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//3.把下载到本地的二进制数据转换成图片
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
//4.回到主线程刷新UI
//4.1 第一种方式
// [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
//4.2 第二种方式
// [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
//4.3 第三种方式
[self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}
（6）如何计算代码段的执行时间
//第一种方法
NSDate *start = [NSDate date];
//2.根据url地址下载图片数据到本地（二进制数据）
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);
//第二种方法
CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",end - start);
4.GCD
（1）GCD基本知识
01 两个核心概念-队列和任务
02 同步函数和异步函数
（2）GCD基本使用【重点】
01 异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务
02 异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务
03 同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务
04 同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务
05 异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务
06 同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）
07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异
（3）GCD线程间通信
//0.获取一个全局的队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//1.先开启一个线程，把下载图片的操作放在子线程中处理
dispatch_async(queue, ^{
//2.下载图片
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);
//3.回到主线程刷新UI
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
//打印查看当前线程
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
});
});
（4）GCD其它常用函数
01 栅栏函数（控制任务的执行顺序）
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
});
02 延迟执行（延迟·控制在哪个线程执行）
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
});
03 一次性代码（注意不能放到懒加载）
-(void)once
{
//整个程序运行过程中只会执行一次
//onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"-----");
});
}
04 快速迭代（开多个线程并发完成迭代操作）
dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
});
05 队列组（同栅栏函数）
//创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//队列组中的任务执行完毕之后，执行该函数
dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
06进入群组和离开群组
dispatch_group_enter(group);//执行该函数后，后面异步执行的block会被gruop监听
dispatch_group_leave(group);//异步block中，所有的任务都执行完毕，最后离开群组
//注意：dispatch_group_enter|dispatch_group_leave必须成对使用
（5）补充
使用Crearte函数创建的并发队列和全局并发队列的主要区别：
1.全局并发队列在整个应用程序中本身是默认存在的，并且对应有高优先级、默认优先级、低优先级和后台优先级一共四个并发队列，我们只是选择其中的一个直接拿来用。而Crearte函数是实打实的从头开始去创建一个队列。
2.在iOS6.0之前，在GCD中凡是使用了带Crearte和retain的函数在最后都需要做一次release操作。而主队列和全局并发队列不需要我们手动release。当然了，在iOS6.0之后GCD已经被纳入到了ARC的内存管理范畴中，即便是使用retain或者create函数创建的对象也不再需要开发人员手动释放，我们像对待普通OC对象一样对待GCD就OK。
3.在使用栅栏函数的时候，苹果官方明确规定栅栏函数只有在和使用create函数自己的创建的并发队列一起使用的时候才有效（没有给出具体原因）
4.其它区别涉及到XNU内核的系统级线程编程，不一一列举。
5.Libdispatch版本源码：http://www.opensource.apple.com/source/libdispatch/libdispatch-187.5/
（6）单例
-
概念相关
- 单例模式
在程序运行过程，一个类只有一个实例- 使用场合
在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次） -
ARC实现单例
- 步骤
01 在类的内部提供一个static修饰的全局变量 02 提供一个类方法，方便外界访问 03 重写+allocWithZone方法，保证永远都只为单例对象分配一次内存空间 04 严谨起见，重写-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法- 相关代码
//提供一个static修饰的全局变量，强引用着已经实例化的单例对象实例 static XMGTools *_instance; //类方法，返回一个单例对象 +(instancetype)shareTools { //注意：这里建议使用self,而不是直接使用类名Tools（考虑继承） return [[self alloc]init]; } //保证永远只分配一次存储空间 +(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { //使用GCD中的一次性代码 // static dispatch_once_t onceToken; // dispatch_once(&onceToken, ^{ // _instance = [super allocWithZone:zone]; // }); //使用加锁的方式，保证只分配一次存储空间 @synchronized(self) { if (_instance == nil) { _instance = [super allocWithZone:zone]; } } return _instance; } //让代码更加的严谨 -(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone { // return [[self class] allocWithZone:zone]; return _instance; } -(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone { return _instance; } //在MRC环境下，如果用户retain了一次，那么直接返回instance变量，不对引用计数器+1 //如果用户release了一次，那么什么都不做，因为单例模式在整个程序运行过程中都拥有且只有一份，程序退出之后被释放，所以不需要对引用计数器操作 -(oneway void)release { } -(instancetype)retain { return _instance; } //惯用法，通过打印retainCount这个值可以猜到这是一个单例 -(NSUInteger)retainCount { return MAXFLOAT; } -
MRC实现单例
- 实现步骤
01 在类的内部提供一个static修饰的全局变量 02 提供一个类方法，方便外界访问 03 重写+allocWithZone方法，保证永远都只为单例对象分配一次内存空间 04 严谨起见，重写-copyWithZone方法和-MutableCopyWithZone方法 05 重写release方法 06 重写retain方法 07 建议在retainCount方法中返回一个最大值- 配置MRC环境知识
01 注意ARC不是垃圾回收机制，是编译器特性 02 配置MRC环境：build setting ->搜索automatic ref->修改为NO- 相关代码
//提供一个static修饰的全局变量，强引用着已经实例化的单例对象实例 static XMGTools *_instance; //类方法，返回一个单例对象 +(instancetype)shareTools { //注意：这里建议使用self,而不是直接使用类名Tools（考虑继承） return [[self alloc]init]; } //保证永远只分配一次存储空间 +(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { //使用GCD中的一次性代码 // static dispatch_once_t onceToken; // dispatch_once(&onceToken, ^{ // _instance = [super allocWithZone:zone]; // }); //使用加锁的方式，保证只分配一次存储空间 @synchronized(self) { if (_instance == nil) { _instance = [super allocWithZone:zone]; } } return _instance; } //让代码更加的严谨 -(nonnull id)copyWithZone:(nullable NSZone *)zone { // return [[self class] allocWithZone:zone]; return _instance; } -(nonnull id)mutableCopyWithZone:(nullable NSZone *)zone { return _instance; } //在MRC环境下，如果用户retain了一次，那么直接返回instance变量，不对引用计数器+1 //如果用户release了一次，那么什么都不做，因为单例模式在整个程序运行过程中都拥有且只有一份，程序退出之后被释放，所以不需要对引用计数器操作 -(oneway void)release { } -(instancetype)retain { return _instance; } //惯用法，通过打印retainCount这个值可以猜到这是一个单例 -(NSUInteger)retainCount { return MAXFLOAT; } -
通用版本
- 有意思的对话
条件编译 #if __has_feature(objc_arc) //如果是ARC，那么就执行这里的代码1 #else //如果不是ARC，那么就执行代理的代码2 #endif 单例是不可以用继承的，如果想一次写就，四处使用，那么推荐使用带参数的宏定义。- 使用带参数的宏完成通用版单例模式代码
01 注意条件编译的代码不能包含在宏定义里面 02 宏定义的代码只需要写一次就好，之后直接拖到项目中用就OK
5.NSOperation
-
NSOperation基本使用
- 相关概念
01 NSOperation是对GCD的包装 02 两个核心概念【队列+操作】- 基本使用
01 NSOperation本身是抽象类，只能只有它的子类 02 三个子类分别是：NSBlockOperation、NSInvocationOperation以及自定义继承自NSOperation的类 03 NSOperation和NSOperationQueue结合使用实现多线程并发- 相关代码
// 01 NSInvocationOperation //1.封装操作 /* 第一个参数：目标对象 第二个参数：该操作要调用的方法，最多接受一个参数 第三个参数：调用方法传递的参数，如果方法不接受参数，那么该值传nil */ NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil]; //2.启动操作 [operation start]; // 02 NSBlockOperation //1.封装操作 /* NSBlockOperation提供了一个类方法，在该类方法中封装操作 */ NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ //在主线程中执行 NSLog(@"---download1--%@",[NSThread currentThread]); }]; //2.追加操作，追加的操作在子线程中执行 [operation addExecutionBlock:^{ NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]); }]; [operation addExecutionBlock:^{ NSLog(@"---download3--%@",[NSThread currentThread]); }]; //3.启动执行操作 [operation start]; // 03 自定义NSOperation //如何封装操作？ //自定义的NSOperation,通过重写内部的main方法实现封装操作 -(void)main { NSLog(@"--main--%@",[NSThread currentThread]); } //如何使用？ //1.实例化一个自定义操作对象 XMGOperation *op = [[XMGOperation alloc]init]; //2.执行操作 [op start]; -
NSOperationQueue基本使用
（1）NSOperation中的两种队列01 主队列 通过mainQueue获得，凡是放到主队列中的任务都将在主线程执行 02 非主队列 直接alloc init出来的队列。非主队列同时具备了并发和串行的功能，通过设置最大并发数属性来控制任务是并发执行还是串行执行
（2）相关代码
```OBJC
//自定义NSOperation
-(void)customOperation
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
//好处：1.信息隐蔽
//2.代码复用
XMGOperation *op1 = [[XMGOperation alloc]init];
XMGOperation *op2 = [[XMGOperation alloc]init];
//3.添加操作到队列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
}
//NSBlockOperation
- (void)block
{
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
}];
[op2 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
}];
//3.添加操作到队列中
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
//补充：简便方法
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
}];
}
//NSInvocationOperation
- (void)invocation
{
/*
GCD中的队列：
串行队列：自己创建的，主队列
并发队列：自己创建的，全局并发队列
NSOperationQueue
主队列：[NSOperationQueue mainqueue];凡事放在主队列中的操作都在主线程中执行
非主队列：[[NSOperationQueue alloc]init]，并发和串行，默认是并发执行的
*/
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作
NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];
NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];
//3.把封装好的操作添加到队列中
[queue addOperation:op1];//[op1 start]
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];
}
```
- NSOperationQueue基本使用
（1）设置最大并发数【控制任务并发和串行】//1.创建队列 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init]; //2.设置最大并发数 //注意点：该属性需要在任务添加到队列中之前进行设置 //该属性控制队列是串行执行还是并发执行 //如果最大并发数等于1，那么该队列是串行的，如果大于1那么是并行的 //系统的最大并发数有个默认的值，为-1，如果该属性设置为0，那么不会执行任何任务 queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
（2）暂停和恢复以及取消
```OBJC
//设置暂停和恢复
//suspended设置为YES表示暂停，suspended设置为NO表示恢复
//暂停表示不继续执行队列中的下一个任务，暂停操作是可以恢复的
if (self.queue.isSuspended) {
self.queue.suspended = NO;
}else
{
self.queue.suspended = YES;
}
//取消队列里面的所有操作
//取消之后，当前正在执行的操作的下一个操作将不再执行，而且永远都不在执行，就像后面的所有任务都从队列里面移除了一样
//取消操作是不可以恢复的
[self.queue cancelAllOperations];
---------自定义NSOperation取消操作--------------------------
-(void)main
{
//耗时操作1
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
//苹果官方建议，每当执行完一次耗时操作之后，就查看一下当前队列是否为取消状态，如果是，那么就直接退出
//好处是可以提高程序的性能
if (self.isCancelled) {
return;
}
//耗时操作2
for (int i = 0; i<1000; i++) {
NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}
```
- NSOperation实现线程间通信
（1）开子线程下载图片//1.创建队列 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init]; //2.使用简便方法封装操作并添加到队列中 [queue addOperationWithBlock:^{ //3.在该block中下载图片 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://news.51sheyuan.com/uploads/allimg/111001/133442IB-2.jpg"]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; NSLog(@"下载图片操作--%@",[NSThread currentThread]); //4.回到主线程刷新UI [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{ self.imageView.image = image; NSLog(@"刷新UI操作---%@",[NSThread currentThread]); }]; }];
（2）下载多张图片合成综合案例（设置操作依赖）
```OBJC
//02 综合案例
- (void)download2
{
NSLog(@"----");
//1.创建队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
//2.封装操作下载图片1
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//拿到图片数据
self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
}];
//3.封装操作下载图片2
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.58pic.com/58pic/13/87/82/27Q58PICYje_1024.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
//拿到图片数据
self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
}];
//4.合成图片
NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//4.1 开启图形上下文
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
//4.2 画image1
[self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
//4.3 画image2
[self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
//4.4 根据图形上下文拿到图片数据
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// NSLog(@"%@",image);
//4.5 关闭图形上下文
UIGraphicsEndImageContext();
//7.回到主线程刷新UI
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
}];
}];
//5.设置操作依赖
[combine addDependency:op1];
[combine addDependency:op2];
//6.添加操作到队列中执行
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:combine];
}
```
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