多线程网络

作者: 蔚尼 | 来源:发表于2018-07-26 14:58 被阅读40次

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多线程、网络-整理中
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网络多线程
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多线程面试
Redis各版本特性

下文中，前面介绍一些简单的概念。虽然简单，但还是需要了解。
后面介绍的pthread简单了解即可。GCD和NSOperation需要熟悉掌握如何运用。

不喜欢说很多引入的话，习惯用记笔记的方式，让文章满满干货不影响学习。首先是基本概念：

一.基本概念

1.基本概念

1.1进程

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，均运行在其专用且受保护的内存空间内

1.2线程

在线程中真正执行任务的

1.3进程和线程的关系

包含关系：进程内有多条线程，至少有一条

1.4多线程

一个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行执行不同的任务。

多线程原理

同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作；
多线程并发执行，其实是CPU快速的在多条线程之间调度（切换）
如果CPU调度线程足够快，就有多线程并发执行的假象

注意多线程数量不少越多越好，一般控制在3-5条。太多反而会降低每条线程的调度次数，降低效率。

优点

适当的提高程序的执行效率,CPU、内存的利用率。

缺点

创建线程有开销：内存方面、时间方面都有
如果开启大量线程，CPU会频繁调度线程，降低程序的性能

1.5主线程/UI线程、子线程

一个程序运行后，会默认开启一条线程，称为主线程/UI线程。

主线程作用：显示/刷新UI、处理事件（点击、滚动）
主线程实用注意：
1.不要将耗时操作放到主线程，会导致界面卡顿；
2.所有UI操作必须在主线程中执行；
子线程/后台线程/非主线程：只有一条主线程，主线程以外的就是子线程/后台线程

二.线程的状态

线程状态有：新建、就绪、运行、阻塞、死亡 5个状态。

如图【就绪状态、运行状态切换】当线程新建，开启线程后就进入“就绪状态”，CPU调度当前线程，就进入“运行状态”；
当CPU调度其他线程到时候，当前线程就恢复到就绪状态；

就绪状态、运行状态切换
如图【阻塞状态】,当调用了sleep方法、或者等待同步锁的时候，运行中的线程切换为阻塞状态；线程对象移出可调度线程池。
如图【所有状态】，阻塞状态的线程sleep到时、得到同步锁的时候，状态就由阻塞状态切换为就绪状态；线程状态回到可调度线程池，可让CPU调度当前线程；
注意：阻塞状态需要切换到就绪状态后，才可以切换到运行状态。阻塞状态不能直接转换为运行状态；
如图【所有状态】，当现场任务执行完毕，就会进入死亡状态

阻塞状态

所有状态

2.多线程

如下图，多线程有这几种实现方案：pthread、NSThread、GCD、NSOperation。
GCD和NSOperation线程的生命周期是自动管理的，线程内部的任务执行完毕的时候，线程会释放，使用频率也高一些。
pthread几乎不用，所以pthread只是简单的介绍。

多线程的实现方案

三.pthread的使用

pthread使用较少，简单了解就行。

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    
    //phread创建线程
    /*
     01 包含头文件
     02 创建线程对象
     */
    pthread_t thread = nil;
    //03 创建线程
    /*
     第一个参数：线程对象的地址
     第二个参数：线程的属性（优先级）
     第三个参数：指向函数的指针   void *(*)(void *)
     第四个参数：传递给函数的参数
     */
    
    pthread_create(&thread, NULL, run, @"str");
    
    
}
//技巧：(*)改写成函数的名称，再补全参数
void *run(void * str){
 
    NSLog(@"%@,str:%@",[NSThread currentThread],str);
    return NULL;
}

四.NSThread

NSThread创建

1.动态创建

     //创建线程对象
    /*
     第一个参数：目标对象
     第一个参数：方法选择器
     第一个参数：传递给线程方法的参数
     */
    NSThread * thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"123"];
    //启动线程
    [thread start];

2.静态创建

    //静态创建
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"123"];

3.直接分离出一条子线程

在当前线程执行操作

  
   [self performSelector:@selector(threadRun)];
   [self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil];
   [self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil afterDelay:2.0];

（在其他线程中）指定主线程执行操作

 [self performSelectorOnMainThread:@selector(threadRun) withObject:nil waitUntilDone:YES];

（在主线程中）指定其他线程执行操作

 //这里指定为某个线程
 [self performSelector:@selector(threadRun) onThread:newThread withObject:nil waitUntilDone:YES];

//这里指定为后台线程
 [self performSelectorInBackground:@selector(threadRun) withObject:nil];

NSThread常用方法

获取当前线程

 [NSThread currentThread];

获取主线程

 [NSThread mainThread];

进入sleep状态

 [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];

 [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1.0]];

取消线程

 [newThread cancel];

所有线程都停止

 [NSThread exit];

设置名称

 thread1.name = @"thread1";

设置优先级
范围0.0-1.0，默认0.5
优先级更高的线程，被CPU调度到的概率会更高

 thread1.threadPriority = 1.0;

五.线程安全

当多个售票员在售同一趟火车的票时，为了避免售出同一张票，我们需要使用互斥锁来避免这个问题。

  @synchronized(self){
        锁住的代码块
  }

互斥锁使用的前提：多条线程抢夺同一块资源；
锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的；
互斥锁的优点：让多条线程按顺序执行任务。防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题；
互斥锁的缺点：需要消耗大量的CPU资源；

互斥锁使用实例

创建3个线程代表3个售票员，可以售出的总票数totalCount为100。
3个线程都调用-(void)saleTicket{}方法。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //设置总票数
    self.totalCount = 100;
       
    self.thread01 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.thread02 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
    self.thread03 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];

    self.thread01.name = @"售票员1";
    self.thread02.name = @"售票员2";
    self.thread03.name = @"售票员3";

    //线程启动
    [self.thread01 start];
    [self.thread02 start];
    [self.thread03 start];

}

saleTicket方法里面，while循环减少toltalCount，直到totalCount = 1。
3个线程都在调用saleTicket方法，为了避免重复减少就给减少部分的代码添加互斥锁。

@synchronized(self){}加锁的位置需要注意，saleTicket方法里面，如果加锁在while之前，就是要一个线程把while循环跳出去，即totalCount数量都减为0，下一个线程才能调用。那就变成了一个售票员把所有的票卖完了。

如果把锁加在while之后，一个线程循环了一遍，另一个线程立马就可以来进行下一遍循环了。不会导致一个售票员把所有的票卖完了。

注意：加多把锁是无效的；加锁的位置；多个线程抢夺资源的时候才需要加锁;
加锁的代码块，就是我在执行这部分的时候，你就不要执行这里。等我执行完这里你再来

-(void)saleTicket{
   
    //为代码添加互斥锁（互斥锁）
    //token：锁对象（要使用全局的对象），建议直接使用self
    //{}要加的代码块（就是我在执行这部分的时候，你就不要执行这里。等我执行完这里你再来）

    //当锁打开之后，会主动唤醒排队的线程
        while (1) {
            
        @synchronized(self){
            //售票
            //检查余票，如果有票就卖出，否则提示用户
            if (self.totalCount >0) {
                self.totalCount --;
                
                NSLog(@"%@售出一张，剩余：%ld",[NSThread currentThread].name,(long)self.totalCount);
            }else{
                NSLog(@"%@已卖完",[NSThread currentThread].name);
                break;
            }
        }
    }
   
}

六.GCD

GCD中增加了任务、队列两个概念。

任务：即要做的事情；
队列：用于存放任务；

封装任务的函数：同步、异步

封装任务的函数有同步函数、异步函数。

同步函数：dispatch_sync
1)不具备开线程的能力，不能开线程
2)执行任务的方式：同步
3)会阻塞当前线程并等待block中的任务执行完毕，然后当前线程才会继续往下运行。
异步函数：dispatch_async
1)具备开线程的能力，可以开启线程
2)执行任务方式：异步
3)使用异步操作，当前线程会直接往下执行，不会阻塞当前线程。

GCD中的队列：并发、串行

并发队列：任务可以同时执行

GCD会FIFO先进先出的取出任务，只要第一个任务取出来之后，不用等待执行完，就可以接着取出第二个任务执行。CPU在多个线程之间切换调度，如果速度够快，看起来所有任务都是一起执行的。

有两种并发队列：
1)自己创建： dispatch_queue_create方法、DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT类型
2)全局并发队列：dispatch_get_global_queue

串行队列：任务必须一个接着一个的执行

GCD会FIFO先进先出的方式取出任务，第一个任务取出来之后，必须等待该任务执行完，才可以接着执行第二个任务

串行队列有以下两种类型：
1)自己创建：dispatch_queue_create方法、DISPATCH_QUEUE_SERIAL类型
2)主队列：特殊的串行队列（和主线程相关联的）
放在主队列中的任务，都会放在主线程中执行

不同任务、不同队列组合

不同的任务和不同的队列方式组合效果如下，原因后续分析：

	异步	同步
串行	开启一条子线程，在子线程按顺序一个个执行	在`当前线程`，按顺序一个个执行
并发	开启多条子线程，多个子线程同时执行（开启线程的个数不等于子线程的个数，由GCD自己决定的）	在`当前线程`，按顺序一个个执行
主队列	在`主线程`按顺序一个个串行执行	死锁

总结：
可以开线程的情况：异步函数，且是非主队列；
开线程条数：看队列，并行队列开N条，串行开1条；

1.异步+串行

GCD开启线程都是先创建队列，然后把任务添加到队列里面。

自己创建队列：
dispatch_queue_create第一个参数是：队列名称；
第二个参数是队列类型：
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行
DISPATCH_QUEUE_SERIAL 串行
异步任务：dispatch_async

-(void)asyncSerial{
    
    //01-创建队列
    dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("que1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

串行+异步

当number = 1，name = main的时候是主线程。
上面异步+串行的方式，从打印可以看出：开启了一个线程，在这个线程中按顺序串行执行任务；

2.异步+并发

-(void)asyncConcurent{
    
    //01-创建队列
    NSLog(@"--start---");
    dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("que1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    
    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    NSLog(@"--end---");

}

异步+并发

如上图：异步+并发开启多条子线程，所有任务是并发执行的

3.异步+主队列

-(void)asyncMain{
    
    dispatch_queue_t que = dispatch_get_main_queue();
    
    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
}

异步+主队列

主队列是串行的，添加在主队列中的任务都是在主线程中执行的。从上图也可以看出，异步+主队列是在主线程按顺序一个个执行的。

4. 同步+ 串行

-(void)syncSerial{

    NSLog(@"--start---");

    dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("que1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    NSLog(@"--end---");
}

同步+串行

同步不具备开启线程的能力，所以不开启线程；
同步会阻塞任务，需要一个任务执行完才能执行下一个；
从上图也可以看出，同步+串行是在当前线程按顺序一个个执行任务。

5. 同步+ 并发

-(void)syncCurrent{
    
    //01-创建队列
    NSLog(@"--start---");
    dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("que1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    NSLog(@"--end---");

}

同步+并发

从上图也可以看出，同步+ 并发和同步串行一样，是在当前线程按顺序一个个执行任务。

6. 同步+ 主队列

-(void)syncMain{
    
    //01-创建队列
    
    dispatch_queue_t que = dispatch_get_main_queue();
    
    NSLog(@"---------");
    
    //02-封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(que, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

同步+主队列-->死锁

如上图，同步+主队列造成了死锁。
前提：
首先，同步会造成阻塞，要当前任务执行完之后才能执行下一个任务。
再次，主队列是串行的，一个任务执行完才能执行下一个。
主队列上面添加的任务，都是在主线程执行。

代码执行到257行的时候，因为是串行的，会把257行的任务添加到主队列中。等待主队列中当前的任务执行完后执行257行的任务。即到270行syncMain方法执行完后，执行257行添加的任务。
257行的任务是同步的，会阻塞当前线程。syncMain要执行完的前提是257行的任务执行完才可以。

所以257行的任务和syncMain都在等待对方执行完之后再执行。造成了死锁。

6.1 假设把上面同步+主队列的方法syncMain放到后台线程去调用，会怎么样？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
       
    //直接调用同步+主队列的方法：死锁
    //[self syncMain];
    
    //把方法放到后台线程执行：不会死锁
    [self performSelectorInBackground:@selector(syncMain) withObject:nil];
    
}

同步+主队列放到后台线程调用

执行结果如上图，串行执行任务。
我们是在后台线程，对主线程添加同步任务。

当我们添加257行的同步任务到主线程时，syncMain方法不在主线程，不需要等待syncMain方法执行完后再执行257行的任务。
主线程此时没有在执行的任务，就执行了257行这个任务。所以syncMain方法就可以执行完成。就不会造成死锁。

6.2 为什么“3.异步+主队列”没有造成死锁呢？

3中是异步方式，不能对线程造成阻塞，所以不会造成死锁。

上面就介绍完同步、异步和串行、并发各种组合的结果。下面开始查看GCD的其他用法。

GCD-栅栏函数

栅栏函数如下：

 dispatch_async(que, ^{
  });

栅栏函数作用：
【并发队列+异步】的情况下，开启多条线程并发执行任务的时候，栅栏函数可以设定某几个任务并发执行后，再并发执行某几个任务。
举例
例如，有4个任务是并发+异步的，那么会开启多条线程来并发执行这4个任务。要求，1、2并发执行完成，再并发执行任务3、4.

   //开启并发队列
    dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("que", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"1--------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"2--------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //添加栅栏函数
    dispatch_barrier_sync(que, ^{
        NSLog(@"++++++++");
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"3--------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(que, ^{
        NSLog(@"4--------%@",[NSThread currentThread]);
    });

首先，我们看未添加栅栏函数的打印结果：
任务执行顺序是3、1、2、4。是开启多条线程并发执行的。

未添加栅栏函数的打印结果

再看添加栅栏函数后的打印结果：
任务执行顺序是1、2、栅栏函数的任务、4、3。
达到目的任务1、2并发执行后再让3、4并发执行。

添加栅栏函数的打印结果

从上面可以看出，使用栅栏函数：
栅栏函数前面的任务执行完之后，执行栅栏任务，再执行栅栏函数后面的任务；

注意栅栏函数使用的时候，不能使用全局并发队列dispatch_get_global_queue(0, 0);；否则拦截不到任务

思考：栅栏函数要求是【异步+并发】，那为什么不能【同步+并发】呢，因为【同步+并发】组合就是在当前线程顺序执行了，没有必要使用栅栏函数来限制任务的执行顺序。同理，【异步+串行】、【同步+串行】添加栅栏函数没有意义。

GCD-快速迭代

平时我们会使用for循环来进行遍历，这相当于在当前线程串行执行。
GCD提供了一个快速迭代函数，让多个线程并发遍历。提高效率。

快速迭代函数：

   dispatch_apply(10, que, ^(size_t i) {
    });

第一个参数：上面的10代表遍历10次
第二个参数：在哪个队列；我们使用并发队列，达到开启多个线程的效果
第三个参数：上面的i相当于for循环里面的i，遍历到第几个

举例

    dispatch_queue_t que = dispatch_get_global_queue(0, 0);//全局并发
   // dispatch_queue_t que = dispatch_queue_create("queName", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_apply(10, que, ^(size_t i) {//i相当于执行到第几次
        
        NSLog(@"%zu----%@",i,[NSThread currentThread]);
    });

并发队列+快速遍历函数

上面例子中【并发+快速迭代】是开启多个子线程，和主线程一起并发执行任务。
注意如果使用【主队列+快速迭代】会造成死锁
注意如果使用【串行队列+快速迭代】：在主线程串行执行，和for循环一样的效果

GCD-队列组

上面讲述了GCD中的两大概念，任务、队列。现在介绍的队列组，就是来管理队列中的任务。

使用步骤
1.创建队列组
2.创建队列
3.创建队列组异步函数，关联对应的队列、队列组
作用：监听任务的完成
当一个组中的所有任务执行完成之后，可以通过监听函数得到。 dispatch_group_notify(group, que2, ^{ });

    //01 创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //02 创建队列
    dispatch_queue_t que2 = dispatch_queue_create("que2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    //03 封装任务、并监听任务的队列情况
    dispatch_group_async(group, que2, ^{
        NSLog(@"1--------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(group, que2, ^{
        NSLog(@"2--------%@",[NSThread currentThread]);

    });
    dispatch_group_async(group, que2, ^{
        NSLog(@"3--------%@",[NSThread currentThread]);

    });
    
    
    //拦截通知：
    //这个函数里面的队列决定这里的block块在哪个线程执行（主线程、非主线程）
    //dispatch_group_notify：异步执行的（如下，先打印的end，再执行dispatch_group_notify内容的）
    dispatch_group_notify(group, que2, ^{
       
        NSLog(@"队列组中的任务都执行完毕-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    NSLog(@"--end--");

了解--队列组其他可以达到监听效果的写法
也可以使用：dispatch_group_enter、dispatch_group_leave组合起来，达到监听的作用。

   dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_queue_t que2 = dispatch_queue_create("que2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
   

    //在该方法后面的任务会被队列组监听
    //dispatch_group_enter、dispatch_group_leave要成对出现
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_group_async(group, que2, ^{
        NSLog(@"2--------%@",[NSThread currentThread]);
   
        //监听到该任务已经执行完毕
        dispatch_group_leave(group);
        
    });
    
    dispatch_group_notify(group, que2, ^{
        
        NSLog(@"队列组中的任务都执行完毕-%@",[NSThread currentThread]);
    });

了解--队列组调用函数方法
队列组里面的任务可以是block的，也可以是调用函数的，如下：

-(void)other{
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    dispatch_queue_t que2 = dispatch_queue_create("que2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    //封装任务 (block方法)
    dispatch_group_async(group, que2, ^{
        NSLog(@"1--------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    //封装任务（函数方法）
    dispatch_group_async_f(group, que2, NULL, run);
    
}
void run(void * name){
    
    NSLog(@"2--------%@----%@",[NSThread currentThread],name);

}

非队列组的任务封装，也可以是函数的方式

    //封装任务（函数的方式）
    dispatch_async_f(que2, NULL, run);

七. NSOperation和NSOperationQueue

NSOperation和NSOperationQueue配合使用，也可以实现多线程编程。

1.NSOperation

NSOperation是一个抽象类，不具备封装操作的能力，需要使用其子类NSInvocationOperation、NSBlockOperation、自定义NSOperation实现内部响应的方法。

使用步骤
1.封装操作
2.执行操作（start方法）

1.1 NSInvocationOperation

  //01 封装操作对象
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];
    //02 执行操作
    [op1 start];

1.2 NSBlockOperation

    //01 封装操作对象
     NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"block2----%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
    //添加任务
    [op2 addExecutionBlock:^{
       
        NSLog(@"block3----%@",[NSThread currentThread]);

    }];
    //02 执行操作
    [op2 start];

操作、任务

GCD中有任务、队列。对于NSOpration来说，有操作、队列。其中：

操作：一个NSOperation对象就是一个操作
任务：一个block就是一个任务。
上面的NSBlockOperation例子中就有1个操作，2个任务。
当一个操作中的任务数量大于1的时候，就会开启子线程来和当前的线程一起完成任务。
上面的例子打印结果如下：
1个操作中有两个任务，开启了子线程和主线程一起执行任务。
1个操作、2个任务打印结果

1.3 自定义操作

参考下文的【4.4自定义操作、以及注意事项】

2.NSOperationQueue

上面讲到NSOperation和NSOperationQueue实现多线程。

使用步骤如下：
1.创建队列NSOperationQueue
2.封装操作对象NSOperation
3.把操作添加到NSOperationQueue中
（系统会自动将NSOperationQueue中的操作NSOperation取出来，放到线程中执行）

2.1 NSOperationQueue和NSInvocationOperation的使用

    //01 创建队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //02 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];
    
    //03 把操作放到队列
    [que addOperation:op1];
    [que addOperation:op2];
    [que addOperation:op3];

  -(void)download1{
      NSLog(@"download1:%@",[NSThread currentThread]);
  }
  -(void)download2{
      NSLog(@"download2:%@",[NSThread currentThread]);
  }
  -(void)download3{
      NSLog(@"download3:%@",[NSThread currentThread]);
  }

NSOperationQueue和NSInvocationOperation使用打印

上面打印结果可看出，开启了多条线程同时执行。为并发。

2.2 NSOperationQueue和NSBlockOperation的使用

    //01 创建队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    //02 封装操作
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       
        NSLog(@"op1:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    
     //03 把操作添加到队列
     [que addOperation:op1];//该方法内部会自动执行start方法

2.3 addOperationWithBlock

上面封装操作、把操作添加到队列这两部，可以简化为一步，用addOperationWithBlock代替，如下：

     //01 创建队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
   //blockque的简便方法
    [que addOperationWithBlock:^{
        
        //该方法内部，会把block内部的任务封装成一个操作（operation），然后把操作添加到队列
      
        NSLog(@"add in que:%@",[NSThread currentThread]);
    }];

3. maxConcurrentOperationCount

3.1并发、串行

GCD的队列:
回顾GCD的队列，有以下两种：
1).并发：自己创建、全局并发
2).串行：自己创建、主队列

NSOperationQueue队列
1).并发：NSOperationQueue中的队列有两种，上面我们一直使用的都是自定义队列。默认为并行。即开启多条子线程同时执行。
2)串行：当我们需要串行队列的时候，maxConcurrentOperationCount = 1即可。

队列类型	创建方法	特点
自定义队列	[[NSOperationQueue alloc] init]	默认为并发队列，可以设置通过maxConcurrentOperationCount为串行队列
主队列	[NSOperationQueue mainQueue]	串行队列，和主线程相关

注意：开启几条子线程并不是由操作数量决定，由系统自己决定

3.2maxConcurrentOperationCount举例

先封装几个操作添加到队列，查看到打印结果为:开启多条线程，并发执行。

    //01 创建队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    //02 封装操作
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       
        NSLog(@"op1:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"op2:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        NSLog(@"op3:%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //03 把操作添加到队列
     [que addOperation:op1];//该方法内部会自动执行start方法
     [que addOperation:op2];
     [que addOperation:op3];

封装多个操作的打印结果

我们再上面添加maxConcurrentOperationCount = 1，设置为串行。看打印结果：开启多个线程，但是串行执行。

  que.maxConcurrentOperationCount = 1;

串行打印结果

在上面的基础上，给op2添加两个任务。查看maxConcurrentOperationCount = 1是否还能串行执行任务。

查看下面的打印界面，即时maxConcurrentOperationCount = 1了，但是对于任务数量大于1的操作是无效的。

    [op2 addExecutionBlock:^{

        NSLog(@"op2 add1111111111111:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [op2 addExecutionBlock:^{

        NSLog(@"op2 add22222222:%@",[NSThread currentThread]);
    }];

给op2添加两个任务

总结:
1.设置最大并发数，对于任务数量大于1的操作是无效的
即时maxConcurrentOperationCount = 1，任务数量大于1的操作也不会串行执行。
2.que.maxConcurrentOperationCount = 1;只能决定是串行还是并发，不能决定开几条子线程。开几条线程，还是由系统决定。
3.que.maxConcurrentOperationCount = 0; 设置为0，就是不执行
4.que.maxConcurrentOperationCount = -1;默认为-1，就是最大值，系统根据情况自己开线程。

4. NSOperationQueue的其他操作

NSOperationQueue还要GCD没有的功能，例如：暂停、取消。

4.1暂停

 [self.que setSuspended:YES];

4.2取消暂停

 [self.que setSuspended:NO];

4.3取消操作

这是取消全部操作。

  [self.que cancelAllOperations];

暂停：只能暂停当前操作后面的操作；当前操作不可分割，必须执行完毕
操作是有状态的，有正在执行的、在等待的。
取消：只能取消正在等待的操作。已经执行的操作是不能取消的

4.4自定义操作、以及注意事项

自定义步骤：
1.新建操作类继承NSOperationQueue
2.子类里面重写-(void)main方法。把操作的任务写在这个方法里面。（把操作通过 [que addOperation:op]添加到队列，会自动调用 [op start];方法，start方法会自动调用这个main方法）

自定义操作好处：代码复用

注意事项：
在自定义操作的时候，每执行完一个耗时操作就判断一下当前操作是否被取消，如果被取消就直接返回。

去判断是否被取消的原因是，队列使用了自定义的操作。即时调用取消方法，也不会被取消。所以需要判断状态，被取消之后强制退出任务。

如下： LYTOperation : NSOperation，main方法里面进行状态判断。

.h:
@interface LYTOperation : NSOperation

@end

.m:
-(void)main{
    
    for (int i = 0 ; i< 10000; ++i) {
        NSLog(@"1:----%d:%@",i,[NSThread currentThread]);
    }
    //官方建议：在自定义操作的时候，每执行完一个耗时操作就判断一下当前操作是否被取消，如果被取消就直接返回
    if (self.cancelled) {
        
        return;
    }
    for (int i = 0 ; i< 10000; ++i) {
        NSLog(@"2:----%d:%@",i,[NSThread currentThread]);
    }
     
}

viewcontroller里面使用这个自定义操作，按钮点击可以取消操作:

#import "LYTOperation.h"
@interface ViewController ()
@property(nonatomic,strong)NSOperationQueue * que;
@end

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //使用自定义队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    //封装操作
    LYTOperation * op = [[LYTOperation alloc] init];
    
    //把操作添加到队列
    [que addOperation:op];//内部会调用start方法，start方法会调用main方法
      
    self.que = que;
}
//取消
- (IBAction)cancel:(id)sender {
    
    [self.que cancelAllOperations];
}

4. NSOperation添加依赖、监听

添加依赖

依赖：
如有多个任务，需要设置B执行完之后再执行A。我们就需要使用依赖。
如下：依赖B，B执行之后执行A

[A addDependency:B];

注意：
1）设置依赖要写在添加到队列之前
2）不能设置循环依赖。例如，操作A依赖操作B，不能再设置操作B依赖操作A。否则不会执行操作A和B。
3）可以跨队列添加依赖

举例：
队列1有操作：op1、op2、op3
队列2有操作：op4
要求执行顺序如下：op3、op2、op1、op4。

  //01 创建队列
    NSOperationQueue * que = [[NSOperationQueue alloc] init];
    NSOperationQueue * que2 = [[NSOperationQueue alloc] init];

    //封装对象
    NSBlockOperation * op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
       
        NSLog(@"1:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"2:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"3:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    NSBlockOperation * op4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"4:%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //设置操作依赖
    //如下，要求执行顺序为op3、op2、op1、op4
    //[A addDependency:B]; 即A依赖B，B执行之后执行A
    [op2 addDependency:op3];
    [op1 addDependency:op2];
    [op4 addDependency:op1];//跨队列依赖
        
    //把操作添加到队列
    [que addOperation:op1];
    [que addOperation:op2];
    [que addOperation:op3];
    
    [que2 addOperation:op4];//放到了队列2

添加依赖执行效果

监听

监听某一个操作执行完，可以使用如下方法：

     op3.completionBlock = ^{
    };

举例：给上面例子中的op3添加监听:

    //监听任务执行完毕
    op3.completionBlock = ^{//op3执行完毕就来执行block这里

        NSLog(@"执行完毕");
    };

监听打印结果

GCD和NSOperation对比

GCD:

是C语言的API，block任务块表示。是轻量级的数据结构
1.监听队列中所有任务的完成

NSOperation：

NSOperation对于GCD是更加重量级的OC对象
1.可以为操作添加依赖
2.可以为操作添加监听是否完成
3.可以对操作取消、暂停
4.可以通过KVO对NSOperation对象精细控制。如监听当前操作是否已经被取消。
5.可以指定操作的优先级
6.可以自定义NSOperation的子类实现操作重用。

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