搜多線程谷歌給的第一張圖??

iOS開(kāi)發(fā)多線程總是繞不過(guò)的坎掘殴，看了很多前輩們優(yōu)秀的文章赚瘦，如：關(guān)于iOS多線程，我說(shuō)奏寨，你聽(tīng)起意，沒(méi)準(zhǔn)你就懂了！病瞳、談iOS多線程(NSThread揽咕、NSOperation悲酷、GCD)編程、iOS多線程：『GCD』詳盡總結(jié)亲善、iOS多線程：『pthread舔涎、NSThread』詳盡總結(jié)、iOS多線程：『NSOperation逗爹、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)亡嫌、關(guān)于iOS多線程，你看我就夠了等掘而，但不自己整理一下挟冠，不敲一下代碼總是感覺(jué)不深刻 ，于是就有這篇文章袍睡，斷斷續(xù)續(xù)整理了好久知染。

示例我盡量把不同知識(shí)點(diǎn)代碼獨(dú)立開(kāi)，看著簡(jiǎn)單一些斑胜，容易理解控淡。示例代碼我都用OC和Swift分別寫了，不過(guò)文中都是以O(shè)C說(shuō)明的止潘，因?yàn)槿绻脙煞N語(yǔ)言一起掺炭，看起來(lái)可能比較亂，文章也會(huì)更加長(zhǎng)（已經(jīng)非常長(zhǎng)了????）凭戴。
Swift寫法可能有比較大區(qū)別涧狮，也有些功能取消，但看一下代碼應(yīng)該能明白了么夫。
文中的所有示例代碼：andyRon/iOS-Multithreading

由于簡(jiǎn)書沒(méi)有Markdown的目錄功能者冤，我截了Typora的大綱，先看個(gè)大概：

1 簡(jiǎn)介

一些幫助理解的概念档痪，可以先簡(jiǎn)單看一下涉枫，然后讀完全文再回來(lái)看一下這一部分，可能就比較清晰了腐螟。??

1.1 一些概念

• 系統(tǒng)中正在運(yùn)行的每一個(gè)應(yīng)用程序都是一個(gè) 進(jìn)程(Process) 愿汰，每個(gè)進(jìn)程系統(tǒng)都會(huì)分配給它獨(dú)立的內(nèi)存運(yùn)行。也就是說(shuō)遭垛，在iOS系統(tǒng)中中尼桶，每一個(gè)應(yīng)用都是一個(gè)進(jìn)程。

• 一個(gè)進(jìn)程的所有任務(wù)都在 線程(Thread) 中進(jìn)行锯仪，因此每個(gè)進(jìn)程至少要有一個(gè)線程泵督，也就是主線程。那多線程其實(shí)就是一個(gè)進(jìn)程開(kāi)啟多條線程庶喜，讓所有任務(wù)并發(fā)執(zhí)行小腊。

• iOS App一旦運(yùn)行救鲤，默認(rèn)就會(huì)開(kāi)啟一條線程。這條線程秩冈，通常稱作為“主線程”本缠。在iOS應(yīng)用中主線程的作用一般是：
  刷新UI；
  處理UI事件入问，例如點(diǎn)擊丹锹、滾動(dòng)、拖拽芬失。

• 如果主線程的操作太多楣黍、太耗時(shí)，就會(huì)造成App卡頓現(xiàn)象嚴(yán)重棱烂。所以租漂，通常我們都會(huì)把耗時(shí)的操作放在子線程中進(jìn)行，獲取到結(jié)果之后颊糜，回到主線程去刷新UI哩治。

• 多線程在一定意義上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程內(nèi)的資源共享，以及效率的提升衬鱼。同時(shí)业筏，在一定程度上相對(duì)獨(dú)立，它是程序執(zhí)行流的最小單元馁启，是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體驾孔，是執(zhí)行程序最基本的單元，有自己棧和寄存器惯疙。

• 同步： 只能在當(dāng)前線程按先后順序依次執(zhí)行，不開(kāi)啟新線程妖啥。

• 異步： 可以在當(dāng)前線程開(kāi)啟多個(gè)新線程執(zhí)行霉颠，可不按順序執(zhí)行。

• 隊(duì)列： 裝載線程任務(wù)的隊(duì)形結(jié)構(gòu)荆虱。

• 并發(fā)： 線程執(zhí)行可以同時(shí)一起進(jìn)行執(zhí)行蒿偎。

• 串行： 線程執(zhí)行只能依次逐一先后有序的執(zhí)行。

通過(guò)確保主線程自由響應(yīng)用戶事件怀读，并發(fā)可以很好地提高應(yīng)用的響應(yīng)性诉位。通過(guò)將工作分配到多核，還能提高應(yīng)用處理的性能菜枷。但是并發(fā)也帶來(lái)一定的額外開(kāi)銷(調(diào)度)苍糠，并且使代碼更加復(fù)雜，更難編寫和調(diào)試啤誊。

1.2 多線程概念補(bǔ)充

• 多線程的原理：

  同一時(shí)間岳瞭，CPU只能處理一條線程拥娄，也就是只有一條線程在工作。所謂多線程并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行瞳筏，其實(shí)是CPU快速的在多線程之間調(diào)度(切換)稚瘾。如果CPU調(diào)度線程的時(shí)間足夠快，就造成了多線程并發(fā)執(zhí)行的假象姚炕。

• 在實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中并不是線程越多越好摊欠，如果開(kāi)了大量的線程，會(huì)消耗大量的CPU資源柱宦，CPU會(huì)被累死些椒，所以一般手機(jī)只開(kāi)1~3個(gè)線程為宜，不超過(guò)5個(gè)捷沸。

• 多線程的優(yōu)點(diǎn)：

  能適當(dāng)提高程序的執(zhí)行效率
  能適當(dāng)提高資源的利用率摊沉，這個(gè)利用率表現(xiàn)在(CPU，內(nèi)存的利用率)

• 多線程的缺點(diǎn)：

  1. 開(kāi)啟線程需要占用一定的內(nèi)存空間(默認(rèn)情況下痒给，主線程占用1M说墨，子線程占用512KB，如果開(kāi)啟大量的線程苍柏，會(huì)占用大量的內(nèi)存空間尼斧，降低程序的性能)

  2. 線程越多，CPU在調(diào)度線程上的開(kāi)銷就越大

  3. 線程越多试吁，程序設(shè)計(jì)就越復(fù)雜棺棵，比如線程之間的通信，多線程的數(shù)據(jù)共享熄捍，這些都需要程序的處理烛恤，增加了程序的復(fù)雜度。

• 在iOS開(kāi)發(fā)中使用線程的注意事項(xiàng)：

  1. 別將比較耗時(shí)的操作放在主線程中
  2. 耗時(shí)操作會(huì)卡住主線程余耽，嚴(yán)重影響UI的流暢度缚柏，給用戶一種“卡”的壞體驗(yàn)

2 四種解決方案對(duì)比

• 目前iOS多線程有四種方法：pthread，NSThread碟贾，GCD币喧， NSOperation，四種方案的簡(jiǎn)單對(duì)比一下袱耽。

多線程的四種方案對(duì)比

由于pthread平常幾乎用不到杀餐，我暫時(shí)就不學(xué)了。

• 每個(gè)NSThread對(duì)象對(duì)應(yīng)一個(gè)線程朱巨，真正最原始的線程史翘，相對(duì)簡(jiǎn)單，但是需要手動(dòng)管理所有的線程活動(dòng)，如生命周期恶座、線程同步搀暑、睡眠等。
• 怎么選擇 跨琳？
  簡(jiǎn)單而安全的選擇NSOperation實(shí)現(xiàn)多線程即可自点。
  處理大量并發(fā)數(shù)據(jù)，又追求性能效率的選擇GCD脉让。

3 NSTread

生命周期還是需要程序員手動(dòng)管理桂敛，所以這套方案也是偶爾用用，不過(guò)獲取當(dāng)前線程([NSThread currentThread])和獲取主線程([NSThread mainThread])的這兩個(gè)方法會(huì)經(jīng)常使用溅潜。

3.1 NSThread三種線程開(kāi)啟方式

• 動(dòng)態(tài)開(kāi)啟

NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething1:) object:(@"NSThread1")];
[thread1 start];

• 靜態(tài)開(kāi)啟

// 創(chuàng)建好之后直接啟動(dòng)
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(doSomething2:) toTarget:self withObject:(@"NSTread2")];

• 隱式開(kāi)啟

// 創(chuàng)建好之后也是直接啟動(dòng)
[self performSelectorInBackground:@selector(doSomething3:) withObject:(@"NSTread3")];

3.2 NSThread拓展

• 獲取當(dāng)前線程

NSThread *current = [NSThread currentThread]; 

• 獲取主線程

NSThread *main = [NSThread mainThread];   

• 暫停當(dāng)前線程一段時(shí)間

[NSThread sleepForTimeInterval:2];

• 暫停當(dāng)前線程到某個(gè)時(shí)間

[NSThread  sleepUntilDate: date];

• 線程之間通信

//在指定線程上執(zhí)行操作
[self performSelector:@selector(run) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:YES]; 
//在主線程上執(zhí)行操作
[self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:YES]; 
//在當(dāng)前線程執(zhí)行操作
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil];

4. GCD

GCD為Grand Central Dispatch的縮寫术唬。Grand Central Dispatch (GCD)是Apple開(kāi)發(fā)的一個(gè)多核編程的較新的解決方法。它主要用于優(yōu)化應(yīng)用程序以支持多核處理器以及其他對(duì)稱多處理系統(tǒng)滚澜。

4.1 GCD的優(yōu)點(diǎn)

• GCD 可用于多核的并行運(yùn)算
• GCD 會(huì)自動(dòng)利用更多的 CPU 內(nèi)核（比如雙核粗仓、四核）
• GCD 會(huì)自動(dòng)管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)设捐、銷毀線程）
• 程序員只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行什么任務(wù)借浊，不需要編寫任何線程管理代碼

4.2 任務(wù)和隊(duì)列

• 任務(wù)： 表現(xiàn)上就是一段代碼，OC就對(duì)應(yīng)一個(gè)Block萝招。任務(wù) 有兩種執(zhí)行方式蚂斤，是否會(huì)創(chuàng)建新的線程，會(huì)不會(huì)阻塞當(dāng)前線程

  1. 同步執(zhí)行（sync）：在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)槐沼，不會(huì)開(kāi)辟新的線程曙蒸。必須等到Block函數(shù)執(zhí)行完畢后，dispatch函數(shù)才會(huì)返回岗钩。
  2. 異步執(zhí)行（async）：可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)纽窟，但不一定會(huì)開(kāi)辟新的線程。dispatch函數(shù)會(huì)立即返回, 然后Block在后臺(tái)異步執(zhí)行兼吓。

• 隊(duì)列：任務(wù)管理方式师倔。分為 串行 和 并行兩種方式，都是按照 FIFO（先進(jìn)先出）原則依次觸發(fā)任務(wù)周蹭。

  1. 串行隊(duì)列 ： 所有任務(wù)會(huì)在一條線程中執(zhí)行（有可能是當(dāng)前線程也有可能是新開(kāi)辟的線程），并且一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后疲恢，才開(kāi)始執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)凶朗。（等待完成）
  2. 并行隊(duì)列： 可以開(kāi)啟多條線程并行執(zhí)行任務(wù)（但不一定會(huì)開(kāi)啟新的線程），并且當(dāng)一個(gè)任務(wù)放到指定線程開(kāi)始執(zhí)行時(shí)显拳，下一個(gè)任務(wù)就可以開(kāi)始執(zhí)行了棚愤。（等待發(fā)生）

兩者的區(qū)別：執(zhí)行順序不同，以及開(kāi)啟線程數(shù)不同。

• 兩個(gè)特殊隊(duì)列：

  1. 主隊(duì)列： 系統(tǒng)創(chuàng)建好的一個(gè) 串行隊(duì)列宛畦，它管理必須在主線程中執(zhí)行的任務(wù)瘸洛。
  2. 全局隊(duì)列：系統(tǒng)為我們創(chuàng)建好的一個(gè)并行隊(duì)列，使用起來(lái)與我們自己創(chuàng)建的并行隊(duì)列無(wú)本質(zhì)差別次和。

• 不同隊(duì)列創(chuàng)建獲取方式：

- (void)create {
    // dispatch_queue_create 第一個(gè)參數(shù)是隊(duì)列名字反肋，一般用app的Bundle Identifier命名方式命名；第二個(gè)參數(shù)為NULL時(shí)表是串行隊(duì)列
    //串行隊(duì)列
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("q1.andyron.com", NULL);
    dispatch_queue_t serialQueue2 = dispatch_queue_create("q2.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //并行隊(duì)列
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("q3.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //全局并行隊(duì)列    DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT表示優(yōu)先級(jí)
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //主隊(duì)列獲取
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
}

4.3 下面??以一個(gè)一個(gè)??來(lái)學(xué)習(xí)GCD养距，幫助搞清上面的概念

• 例子一:線程死鎖（主隊(duì)列 + 同步執(zhí)行）

- (void)case1 {
    NSLog(@"A=====%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"B=====%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"C=====%@", [NSThread currentThread]);
}

運(yùn)行結(jié)果崩潰：

GCD(OC)[51511:6351422] A=====<NSThread: 0x600000064340>{number = 1, name = main}

解釋：默認(rèn)就一個(gè)主隊(duì)列和一個(gè)主線程，因此case1函數(shù)這段任務(wù)就在主隊(duì)列中同步執(zhí)行日熬，dispatch_sync...這段代碼表示把B處任務(wù)加入主隊(duì)列中棍厌，并且同步執(zhí)行，這就出問(wèn)題竖席，B處任務(wù)要等主隊(duì)列中同步執(zhí)行之前的case1這段任務(wù)結(jié)束后執(zhí)行耘纱，但B處任務(wù)在case1這段任務(wù)中，case1又要等B處任務(wù)執(zhí)行完才能繼續(xù)執(zhí)行怕敬。case1任務(wù)要等B處完成才能繼續(xù)揣炕，但case1又排在B處前面，這就尷尬了东跪，￣□￣｜｜畸陡，因此崩潰了??

• 例子二：主隊(duì)列 + 異步執(zhí)行

- (void)case2 {
    NSLog(@"A=====%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"B=====%@", [NSThread currentThread]);
    });
     NSLog(@"C=====%@", [NSThread currentThread]);
}

結(jié)果：

GCD(OC)[52567:6465354] A=====<NSThread: 0x600000068d40>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[52567:6465354] C=====<NSThread: 0x600000068d40>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[52567:6465354] B=====<NSThread: 0x600000068d40>{number = 1, name = main}

解釋：任務(wù)都在主隊(duì)列（串行），而且只要一個(gè)主線程（name都是main）虽填，B處任務(wù)由于是異步執(zhí)行丁恭，等case2任務(wù)完成后執(zhí)行。

• 例子三：串行隊(duì)列 + 同步執(zhí)行

// 串行隊(duì)列 + 同步執(zhí)行
- (void)case3 {
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("q2.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"1======%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"2======%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"3======%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"4======%@", [NSThread currentThread]);
}

結(jié)果：

GCD(OC)[53734:6582112] 1======<NSThread: 0x604000261700>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[53734:6582112] 2======<NSThread: 0x604000261700>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[53734:6582112] 3======<NSThread: 0x604000261700>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[53734:6582112] 4======<NSThread: 0x604000261700>{number = 1, name = main}

解釋：??1中的主隊(duì)列也是串行隊(duì)列斋日，但和這邊不同牲览，這邊是新建了另一個(gè)串行隊(duì)列，不會(huì)出現(xiàn)沖突恶守，并且都在主線程中運(yùn)行第献，這也說(shuō)明了同步執(zhí)行不具備創(chuàng)建新線程的能力。

• 列子四：串行隊(duì)列 + 異步執(zhí)行

// 串行隊(duì)列 + 異步執(zhí)行
- (void)case4 {
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("q2.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"1========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"2========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"3========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"4========%@",[NSThread currentThread]);
}

打印結(jié)果：

GCD(OC)[53970:6604711] 4========<NSThread: 0x60000007c880>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[53970:6604933] 1========<NSThread: 0x600000460280>{number = 3, name = (null)}
GCD(OC)[53970:6604933] 2========<NSThread: 0x600000460280>{number = 3, name = (null)}
GCD(OC)[53970:6604933] 3========<NSThread: 0x600000460280>{number = 3, name = (null)}

解釋：現(xiàn)在打印了4兔港，后打印了1庸毫，2，3衫樊，這是一部執(zhí)行的結(jié)果飒赃，并且4在主線程利花，其它在子線程打印，這也說(shuō)明了異步執(zhí)行可以創(chuàng)建新線程载佳。

• 列子五：并行隊(duì)列 + 同步執(zhí)行

/// 并行隊(duì)列 + 同步執(zhí)行
- (void)case5 {
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("q3.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"1========%@",[NSThread currentThread]);
        //[self nslogCount:10000 number:1];
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"2========%@",[NSThread currentThread]);
        //[self nslogCount:10000 number:2];
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"3========%@",[NSThread currentThread]);
        //[self nslogCount:10000 number:3];
    });
    NSLog(@"4========%@",[NSThread currentThread]);
}

打印結(jié)果：

GCD(OC)[54401:6646454] 1========<NSThread: 0x600000260e80>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[54401:6646454] 2========<NSThread: 0x600000260e80>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[54401:6646454] 3========<NSThread: 0x600000260e80>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[54401:6646454] 4========<NSThread: 0x600000260e80>{number = 1, name = main}

解釋：都在主線程執(zhí)行炒事，由于只有一個(gè)線程，結(jié)果看上去是順序執(zhí)行蔫慧。

• 列子六： 并行隊(duì)列 + 異步執(zhí)行

// 并行隊(duì)列 + 異步執(zhí)行
- (void)case6 {
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("q3.andyron.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"1========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"2========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"3========%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"4========%@",[NSThread currentThread]);
}

打印結(jié)果：

GCD(OC)[54687:6675227] 2========<NSThread: 0x600000466600>{number = 5, name = (null)}
GCD(OC)[54687:6675036] 4========<NSThread: 0x604000078d00>{number = 1, name = main}
GCD(OC)[54687:6675226] 1========<NSThread: 0x600000463fc0>{number = 4, name = (null)}
GCD(OC)[54687:6675229] 3========<NSThread: 0x60400067d400>{number = 6, name = (null)}

解釋：除了打印4的是主線挠乳，其他又開(kāi)啟了三個(gè)線程來(lái)執(zhí)行三個(gè)任務(wù)，當(dāng)天開(kāi)啟幾個(gè)線程是有CPU自己決定的藕漱，任務(wù)的執(zhí)行是隨機(jī)的欲侮。

4.4 GCD 重點(diǎn)

• 只要是串行隊(duì)列，肯定要等上一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成肋联，才能開(kāi)始下一個(gè)任務(wù)威蕉。但是并行隊(duì)列當(dāng)上一個(gè)任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行后，下一個(gè)任務(wù)就可以開(kāi)始執(zhí)行橄仍。
• 同步+串行：未開(kāi)辟新線程材泄，串行執(zhí)行任務(wù)竞漾；同步+并行：未開(kāi)辟新線程娄蔼，串行執(zhí)行任務(wù)赖条；異步+串行：新開(kāi)辟一條線程，串行執(zhí)行任務(wù)宪哩；異步+并行：開(kāi)辟多條新線程娩贷，并行執(zhí)行任務(wù)；在主線程中同步使用主隊(duì)列執(zhí)行任務(wù)锁孟，會(huì)造成死鎖彬祖。

4.5 GCD其他相關(guān)方法

• 延遲執(zhí)行方法： void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  指定時(shí)間后執(zhí)行某個(gè)任務(wù)，dispatch_after函數(shù)指定的時(shí)間是指多長(zhǎng)后將任務(wù)加到某個(gè)隊(duì)列中品抽，而不是具體執(zhí)行時(shí)間储笑，具體時(shí)間要看CPU執(zhí)行時(shí)間了，可以看做是個(gè)大約延遲時(shí)間圆恤。

- (void)after {
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0秒后異步追加任務(wù)代碼到主隊(duì)列突倍，并開(kāi)始執(zhí)行
        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當(dāng)前線程
    });
}

• dispatch_once：在生命周期內(nèi)只執(zhí)行一次。

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSLog(@"就一次%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

不管點(diǎn)擊多少次只有一次輸出盆昙。

GCD的內(nèi)容很豐富羽历，還有很多函數(shù)，2016和2017的WWDC都有專門講到GCD淡喜，想更近一步可以參考：Modernizing Grand Central Dispatch Usage窄陡，Concurrent Programming With GCD in Swift 3。

5 NSOperation 和 NSOperationQueue

5.1 概念

• NSOperation(操作) 和 NSOperationQueue（操作隊(duì)列） 是蘋果對(duì)GCD的封裝

• NSOperation 和 NSOperationQueue 分別相當(dāng)于 GCD 的 任務(wù) 和 隊(duì)列

• NSOperation 只是一個(gè)抽象類拆火，不能直接使用，使用其 2 個(gè)子類：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation 。

• NSOperation的使用除了其現(xiàn)有的子類们镜，還可以自定義子類币叹。

• 操作隊(duì)列通過(guò)設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)（maxConcurrentOperationCount）來(lái)控制并發(fā)、串行模狭。

• NSOperationQueue 為我們提供了兩種不同類型的隊(duì)列：主隊(duì)列和自定義隊(duì)列颈抚。主隊(duì)列運(yùn)行在主線程之上，而自定義隊(duì)列在后臺(tái)執(zhí)行嚼鹉。

• NSOperation 需要配合 NSOperationQueue 來(lái)使用贩汉。否則，NSOperation 單獨(dú)使用時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)同步執(zhí)行操作锚赤，配合 NSOperationQueue 我們能更好的實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行匹舞。

5. 2 NSOperation 實(shí)現(xiàn)多線程的步驟

1. 創(chuàng)建操作：先將需要執(zhí)行的操作封裝到一個(gè) NSOperation 對(duì)象中。
2. 創(chuàng)建隊(duì)列：創(chuàng)建 NSOperationQueue 對(duì)象线脚。
3. 將操作加入到隊(duì)列中：將 NSOperation 對(duì)象添加到NSOperationQueue 對(duì)象中赐稽。
4. 之后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將 NSOperationQueue 中的 NSOperation 取出來(lái)浑侥，在新線程中執(zhí)行操作姊舵。

5.3 使用NSOperation的子類NSInvocationOperation

NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[operation start];

在沒(méi)有使用NSOperationQueue時(shí)，NSInvocationOperation會(huì)在當(dāng)前線程（主線程或其他線程）內(nèi)運(yùn)行寓落。

5.4 使用NSOperation的子類NSBlockOperation

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    }];
[operation start];

結(jié)果：

NSOperation(OC)[97406:5880178] 1---<NSThread: 0x60400006e700>{number = 1, name = main}
NSOperation(OC)[97406:5880178] 1---<NSThread: 0x60400006e700>{number = 1, name = main}

在沒(méi)有使用NSOperationQueue時(shí)括丁，NSBlockOperation也會(huì)在當(dāng)前線程（主線程或其他線程）內(nèi)運(yùn)行。

另外伶选，NSBlockOperation還提供了一個(gè)方法 addExecutionBlock:史飞，用來(lái)添加額外的操作：

// 1.創(chuàng)建 NSBlockOperation 對(duì)象
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    
   NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程

}];
// 2.添加額外的操作
[op addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1]; // 模擬耗時(shí)操作
    NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
    
}];
[op addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1]; // 模擬耗時(shí)操作
    NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
    
}];
[op addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1]; // 模擬耗時(shí)操作
    NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
    
}];
[op addExecutionBlock:^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:1]; // 模擬耗時(shí)操作
    NSLog(@"5---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
    
}];
// 3.調(diào)用 start 方法開(kāi)始執(zhí)行操作
[op start];

某一次的運(yùn)行結(jié)果：

NSOperation(OC)[97709:5888750] 1---<NSThread: 0x600000469740>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[97709:5888750] 5---<NSThread: 0x600000469740>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[97709:5888748] 3---<NSThread: 0x600000469e40>{number = 4, name = (null)}
NSOperation(OC)[97709:5888498] 4---<NSThread: 0x60400007a600>{number = 1, name = main}
NSOperation(OC)[97709:5888758] 2---<NSThread: 0x604000463480>{number = 5, name = (null)}

addExecutionBlock:添加的操作和之前blockOperationWithBlock添加的操作是否在主線程或者是否開(kāi)多線程，是由系統(tǒng)決定考蕾，它們的地位是相同的祸憋，所以每一次執(zhí)行的結(jié)果可能不同。

5.5 NSOperation的自定義子類

除了上面兩個(gè)子類外肖卧，還可以通過(guò)重寫main方法來(lái)自定義子類蚯窥。

#import "AROperation.h"

@implementation AROperation

- (void)main {
    if (!self.isCancelled) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];
            NSLog(@"自定義Operation---%@", [NSThread currentThread]);
        }
    }
}
@end

使用：

AROperation *op = [[AROperation alloc] init];
[op start];

5.6 NSOperationQueue

上面幾種情況都是沒(méi)有操作隊(duì)列，一般只在主線程運(yùn)行塞帐。而使用操作隊(duì)列就可以實(shí)現(xiàn)多線程了拦赠。操作隊(duì)列分兩種：
主隊(duì)列 : 凡是添加到主隊(duì)列中的操作，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行
自定義隊(duì)列: 操作自動(dòng)放到子線程中執(zhí)行葵姥，同時(shí)包含了：串行荷鼠、并發(fā)功能。

5.6.1 創(chuàng)建隊(duì)列

// 主隊(duì)列獲取方法
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];

// 自定義隊(duì)列創(chuàng)建方法
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

5.6.2 添加操作到隊(duì)列中

兩種不同的添加方法：

• - (void)addOperation:(NSOperation *)op;

- (void)addOperationToQueue {
    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.創(chuàng)建操作
    // 使用 NSInvocationOperation 創(chuàng)建操作1
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task1) object:nil];
    
    // 使用 NSInvocationOperation 創(chuàng)建操作2
    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(task2) object:nil];
    
    // 使用 NSBlockOperation 創(chuàng)建操作3
    NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [op3 addExecutionBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    // 3.使用 addOperation: 添加所有操作到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1]; // [op1 start]
    [queue addOperation:op2]; // [op2 start]
    [queue addOperation:op3]; // [op3 start]
}
- (void) task1 {
    NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]);
}
- (void) task2 {
    NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]);
}

某一次的運(yùn)行結(jié)果：

NSOperation(OC)[7557:6218702] 2---<NSThread: 0x60400027f900>{number = 4, name = (null)}
NSOperation(OC)[7557:6218699] 1---<NSThread: 0x600000461a00>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[7557:6218701] 4---<NSThread: 0x6040004606c0>{number = 5, name = (null)}
NSOperation(OC)[7557:6218700] 3---<NSThread: 0x604000460d40>{number = 6, name = (null)}
NSOperation(OC)[7557:6218700] 3---<NSThread: 0x604000460d40>{number = 6, name = (null)}
NSOperation(OC)[7557:6218701] 4---<NSThread: 0x6040004606c0>{number = 5, name = (null)}

并發(fā)運(yùn)行榔幸，執(zhí)行次序不確定允乐。

• - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 不需要先創(chuàng)建操作矮嫉，直接添加block

- (void)addOperationWithBlockToQueue {
    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.使用 addOperationWithBlock: 添加操作到隊(duì)列中
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
}

某一次的運(yùn)行結(jié)果：

NSOperation(OC)[7772:6229770] 2---<NSThread: 0x600000277640>{number = 5, name = (null)}
NSOperation(OC)[7772:6229772] 1---<NSThread: 0x60400026bfc0>{number = 4, name = (null)}
NSOperation(OC)[7772:6229780] 3---<NSThread: 0x6040002686c0>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[7772:6229770] 2---<NSThread: 0x600000277640>{number = 5, name = (null)}
NSOperation(OC)[7772:6229780] 3---<NSThread: 0x6040002686c0>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[7772:6229772] 1---<NSThread: 0x60400026bfc0>{number = 4, name = (null)}

5.6.3 maxConcurrentOperationCount

NSOperationQueue 提供一個(gè)maxConcurrentOperationCount（最大并發(fā)操作數(shù)）屬性來(lái)控制串行還是并發(fā)。
maxConcurrentOperationCount 控制的不是并發(fā)線程的數(shù)量牍疏，而是一個(gè)隊(duì)列中同時(shí)能并發(fā)執(zhí)行的最大操作數(shù)蠢笋。而且一個(gè)操作也并非只能在一個(gè)線程中運(yùn)行。
maxConcurrentOperationCount默認(rèn)情況下為-1鳞陨，表示不進(jìn)行限制昨寞。

- (void)setMaxConcurrentOperationCount {
    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    
    // 2.設(shè)置最大并發(fā)操作數(shù)
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1; // 串行隊(duì)列
    //     queue.maxConcurrentOperationCount = 2; // 并發(fā)隊(duì)列
    //     queue.maxConcurrentOperationCount = 8; // 并發(fā)隊(duì)列
    
    // 3.添加操作
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"3---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    [queue addOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"4---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
}

當(dāng)最大并發(fā)操作數(shù)為1時(shí)，也就是串行執(zhí)行時(shí)厦滤，控制臺(tái)中返回的結(jié)果順序是固定的援岩。而大于1時(shí)，也就是并發(fā)執(zhí)行掏导，每一次執(zhí)行的順序就可能不同（控制臺(tái)中返回的額結(jié)果順序可能不同）享怀。當(dāng)然開(kāi)啟的線程數(shù)量是有系統(tǒng)決定的。

5.7 NSOperation之間的依賴

并行時(shí)碘菜，各個(gè)的操作的執(zhí)行順序是有系統(tǒng)決定凹蜈，程序員不能直接控制。但是NSOperation提高了依賴忍啸，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題仰坦。相關(guān)方法和屬性：

• - (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依賴，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成计雌。
• - (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依賴悄晃，取消當(dāng)前操作對(duì)操作 op 的依賴。
• @property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在當(dāng)前操作開(kāi)始執(zhí)行之前完成執(zhí)行的所有操作對(duì)象數(shù)組凿滤。

- (void)addDependency {
    // 1.創(chuàng)建隊(duì)列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 2.創(chuàng)建操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"1---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
            NSLog(@"2---%@", [NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
        }
    }];
    // 3.添加依賴
    [op2 addDependency:op1]; // 讓op2 依賴于 op1妈橄，則先執(zhí)行op1，再執(zhí)行op2
    
    // 4.添加操作到隊(duì)列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

運(yùn)行結(jié)果是固定的：

NSOperation(OC)[8977:6302811] 1---<NSThread: 0x604000277f80>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[8977:6302811] 1---<NSThread: 0x604000277f80>{number = 3, name = (null)}
NSOperation(OC)[8977:6302810] 2---<NSThread: 0x604000274240>{number = 4, name = (null)}
NSOperation(OC)[8977:6302810] 2---<NSThread: 0x604000274240>{number = 4, name = (null)}

注意：不能添加相互依賴翁脆，會(huì)死鎖眷蚓，比如 A依賴B，B依賴A反番。
可以使用 removeDependency 來(lái)解除依賴關(guān)系沙热。
可以在不同的隊(duì)列之間依賴，反正就是這個(gè)依賴是添加到任務(wù)身上的罢缸，和隊(duì)列沒(méi)關(guān)系篙贸。

5.8 NSOperation 常用屬性和方法

• 取消操作方法
  - (void)cancel; 實(shí)質(zhì)是標(biāo)記 isCancelled 狀態(tài)。

• 判斷操作狀態(tài)方法

  • - (BOOL)isFinished; 判斷操作是否已經(jīng)結(jié)束枫疆。
  • - (BOOL)isCancelled; 判斷操作是否已經(jīng)標(biāo)記為取消爵川。
  • - (BOOL)isExecuting; 判斷操作是否正在在運(yùn)行。
  • - (BOOL)isReady; 判斷操作是否處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)息楔，這個(gè)值和操作的依賴關(guān)系相關(guān)寝贡。

• 操作同步

  • - (void)waitUntilFinished; 阻塞當(dāng)前線程扒披，直到該操作結(jié)束⊥酶剩可用于線程執(zhí)行順序的同步谎碍。
  • - (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block; completionBlock 會(huì)在當(dāng)前操作執(zhí)行完畢時(shí)執(zhí)行 completionBlock。
  • - (void)addDependency:(NSOperation *)op; 添加依賴洞焙，使當(dāng)前操作依賴于操作 op 的完成。
  • - (void)removeDependency:(NSOperation *)op; 移除依賴拯啦，取消當(dāng)前操作對(duì)操作 op 的依賴澡匪。
  • @property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies; 在當(dāng)前操作開(kāi)始執(zhí)行之前完成執(zhí)行的所有操作對(duì)象數(shù)組。

5.9 NSOperationQueue 常用屬性和方法

1. 取消/暫停/恢復(fù)操作

• - (void)cancelAllOperations; 可以取消隊(duì)列的所有操作褒链。
• - (BOOL)isSuspended; 判斷隊(duì)列是否處于暫停狀態(tài)唁情。 YES 為暫停狀態(tài)，NO 為恢復(fù)狀態(tài)甫匹。
• - (void)setSuspended:(BOOL)b; 可設(shè)置操作的暫停和恢復(fù)甸鸟，YES 代表暫停隊(duì)列，NO 代表恢復(fù)隊(duì)列兵迅。

2. 操作同步

• - (void)waitUntilAllOperationsAreFinished; 阻塞當(dāng)前線程抢韭，直到隊(duì)列中的操作全部執(zhí)行完畢。

3. 添加/獲取操作

• - (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; 向隊(duì)列中添加一個(gè) NSBlockOperation 類型操作對(duì)象恍箭。
• - (void)addOperations:(NSArray *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait; 向隊(duì)列中添加操作數(shù)組刻恭，wait 標(biāo)志是否阻塞當(dāng)前線程直到所有操作結(jié)束
• - (NSArray *)operations; 當(dāng)前在隊(duì)列中的操作數(shù)組（某個(gè)操作執(zhí)行結(jié)束后會(huì)自動(dòng)從這個(gè)數(shù)組清除）。
• - (NSUInteger)operationCount; 當(dāng)前隊(duì)列中的操作數(shù)扯夭。

4. 獲取隊(duì)列

• + (id)currentQueue; 獲取當(dāng)前隊(duì)列鳍贾，如果當(dāng)前線程不是在 NSOperationQueue 上運(yùn)行則返回 nil。
• + (id)mainQueue; 獲取主隊(duì)列交洗。

6 后記

雖然總結(jié)了很多骑科，但還有很多內(nèi)容沒(méi)有涉及和深入。
由于個(gè)人能力有限构拳，時(shí)間緊湊（實(shí)際我已經(jīng)花了很多時(shí)間?????♀????♀?）咆爽，文中難免有錯(cuò)誤，希望小伙伴批評(píng)指正隐圾。

示例代碼：andyRon/iOS-Multithreading

參考：
關(guān)于iOS多線程伍掀，我說(shuō)，你聽(tīng)暇藏，沒(méi)準(zhǔn)你就懂了蜜笤！
談iOS多線程(NSThread、NSOperation盐碱、GCD)編程
iOS多線程：『GCD』詳盡總結(jié)
iOS多線程：『pthread把兔、NSThread』詳盡總結(jié)
iOS多線程：『NSOperation沪伙、NSOperationQueue』詳盡總結(jié)
關(guān)于iOS多線程，你看我就夠了
Grand Central Dispatch (GCD) and Dispatch Queues in Swift 3
WWDC-2017-Modernizing Grand Central Dispatch Usage

本文標(biāo)題： 關(guān)于iOS多線程县好，這邊勉強(qiáng)可以看看(OC&Swift)
本文作者： AndyRon
本文鏈接： http://andyron.com/2018/ios-multithreading.html
版權(quán)聲明： 本博客所有文章除特別聲明外围橡，均采用 CC BY-NC-SA 3.0 許可協(xié)議。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處缕贡！