20.多线程

有了GCD为什么还要用NSOperationQueue

• GCD是底层的C语言构成的API，而NSOperationQueue以及相关对象是基于GCD的Objective-C对象的封装，作为一个对象，NSOperationQueue为我们提供了更多的选择
• NSOperationQueue任务可以很方便的取消（也只能取消未执行的任务），而GCD没法停止已经加入队列的任务（其实是有的，但需要许多复杂的代码）
• 不像GCD那样的的是按FIFO顺序来执行的，NSOperation能够方便地通过依赖关系设置操作执行顺序，可以控制任务在特定的任务执行完后才执行；而GCD要实现这个功能的话，就需要通过barrier或者group来控制执行顺便，如果依赖关系复杂的话，代码逻辑就非常复杂了
• NSOperation支持KVO，可以方便的监听任务的状态（完成、执行中、取消等等状态）
• NSOperation可以设置同一个队列中任务的优先级，能够使同一个并行队列中的任务区分先后地执行，而在GCD中，我们只能区分不同任务队列的优先级，如果要区分block任务的优先级，也需要大量的复杂代码
• 还可以通过自定义NSOperation，封装任务逻辑，提高整个代码的复用度

NSOperation相当于是NSOperationQueue中一个操作任务。NSOperation本身是一个抽象类，不能直接使用。我们可以使用系统提供的子类NSInvocationOperation和NSBlockOperation，或者自己实现NSOperation子类的方式来执行操作任务。NSOperation对象都是通过start来开始执行任务。

基本概念

1.1 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。

1.2 线程

（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）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。

1.3 多线程
（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。

（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）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

（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

1.4 多线程在iOS开发中的应用
（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。

（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。

1.5 iOS中多线程的实现方案
（1）pthread

01 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

02 使用语言：c语言
03 使用频率：几乎不用
04 线程生命周期：由程序员进行管理
（2） NSThread

01 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

02 使用语言：OC语言
03 使用频率：偶尔使用
04 线程生命周期：由程序员进行管理
（3）GCD

01 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)

02 使用语言：OC语言
03 使用频率：经常使用
04 线程生命周期：自动管理
(4) NSOperation

01 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

02 使用语言：OC语言
03 使用频率：经常使用
04 线程生命周期：自动管理

互斥锁@synchronized(锁对象){}

注意：锁定一份代码只用1把锁，用多把锁是无效的

互斥锁的优缺点

1. 优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
2. 缺点：需要消耗大量的CPU资源

互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源

相关专业语：线程同步

线程同步的意思是：多条线程在同一条线上执行（按顺序地执行任务）
互斥锁，就是使用了线程同步技术

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pthread
（1）pthread的基本使用（需要包含头文件）

    //使用pthread创建线程
   pthread_t thread;
    NSString *name = @"wendingding";
    //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：指向函数的执行
    //第四个参数：传递给该函数的参数
    pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));

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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);

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NSOperation

 // 创建队列
    NSOperationQueue *queue             = [[NSOperationQueue alloc] init]; // 添加到这种队列中的任务，就会自动放到子线程中执行
//    NSOperationQueue *queue             = [NSOperationQueue mainQueue];    // 主队列。。凡是放到主队列中的任务，都会放到主线程中执行
    
    
    // NSOperation 控制串行和并行是通过关键参数maxConcurrentOperationCount（最大并发数），
    // 默认情况下为-1，表示不进行限制，默认并发执行。
    // 设置为1时，进行串行执行
    // 大于1时，进行并发执行，当然这个值不应超过系统限制，即使自己设置一个很大的值，系统也会自动调整。
    
    queue.maxConcurrentOperationCount   = -1;
    
    // 创建操作 target方式
    NSInvocationOperation *operation    = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(operationAction) object:nil];
    
    // 创建操作 block方式
    NSBlockOperation *operationBlock    = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"222222");
    }];
    
    // 将任务加入到队列中
//    [queue addOperation:operation]; // [operation start]; 执行操作
//    [queue addOperation:operationBlock];
    
    // 依赖关系   1 依赖于 2  当2执行完之后 1 才会开始执行
    [operationBlock addDependency:operation];
    // 添加任务组  YES表示等待任务执行完之后才执行后面的代码 NO表示不等待
    [queue addOperations:@[operation,operationBlock] waitUntilFinished:YES];
    
    // 取消单个操作
//    [operation cancel];
    
    // 取消队列的所有操作
//    [queue cancelAllOperations];
    
    // 设置任务的暂停和恢复。YES表示暂停队列，NO代表恢复队列
//    [queue setSuspended:NO];
    
    // 判断暂停状态
    if ([queue isSuspended]) {
        
    }
    
    // 注意: 这里的暂停和取消并不代表可以将当前的操作立即取消，而是当当前的操作执行完毕之后不再执行新的操作
    // 暂停和取消的区别就在于: 暂停操作之后还可以恢复操作，继续向下执行;而取消操作之后,所有的操作就清空了，无法再接着执行剩下的操作了
    
    // 任务完成后
//    [operation setCompletionBlock:^{
//        
//        
//    }];

---

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】

Swift 中的Qos

之前接触过Quality of Service还是在VoIP，通过QoS来标注每个通信的priority，所以这边其实是把

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGHT
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

转换成了

User Interactive 和用户交互相关，比如动画等等优先级最高。比如用户连续拖拽的计算
User Initiated 需要立刻的结果，比如push一个ViewController之前的数据计算
Utility 可以执行很长时间，再通知用户结果。比如下载一个文件，给用户下载进度
Background 用户不可见，比如在后台存储大量数据

01 异步函数+并发队列：开启多条线程，并发执行任务
    dispatch_async(dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
        
    });
02 异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务
    dispatch_async(dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        
    });
03 同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务
    dispatch_sync(dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
        
    });
04 同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务
    dispatch_sync(dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        
    });
05 异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
       
    });
06 同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        
    });
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,执行完后才会执行下面的任务）
    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);

 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 并行
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            dispatch_group_leave(group);
            NSLog(@"1111111111");
        });
        NSLog(@"222222222222");
    });
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        
        NSLog(@"33333333");
    });
    
    NSLog(@"44444444444444");

    06 信号量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        for (NSInteger index = 0; index < 20; index++) {
            
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            
            NSLog(@"%ld",index);

            dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
                
                dispatch_semaphore_signal(semaphore);
            });
        }
        NSLog(@"333333333333");
    });

    07 dispatch_suspend/dispatch_resume 
    当追加大量处理到Dispatch Queue时，在追加处理的过程中，有时希望不执行已追加的处理。例如演算结果被Block截获时，一些处理会对这个演算结果造成影响。 
    在这种情况下，只要挂起Dispatch Queue即可。当可以执行时再恢复。 

AFN为什么添加一条常驻线程

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程卡住10s以上的应用都会ANR，让用户选择强制杀死应用。