iOS中多線程知識總結：進程、線程、GCD、串行隊列、並行隊列、全局隊列、主線程隊列、同步任務、異步任務等（有示例代碼）
進程
正在運行中的程序被稱作進程，負責程序運行的內存分配;每一個進程都有自己獨立的虛擬內存空間。
線程
進程中的一個對立的執行路徑被稱爲線程，一個進程中至少包含一條線程，該線程被稱爲主線程。
多線程
多創建一條或者多條線程的，目的就是爲了開啓一條新的執行路徑，運行指定的代碼，與主線程中的代碼實現同時運行。
優勢
- 充分發揮多核處理器優勢，將不同線程任務分配給不同的處理器，真正進入“並行運算”狀態。
- 將耗時的任務分配到其他線程執行，由主線程負責統一更新界面會使應用程序更加流暢，用戶體驗更好。
- 當硬件處理器的數量增加，程序會運行更快，而程序無需做任何調整。
弊端
- 新建線程會消耗內存空間和CPU時間，線程太多會降低系統的運行性能。
誤區
- 多線程技術是爲了併發執行多項任務，不會提高單個算法本身的執行效率。
iOS中的三種多線程技術
NSThread
- 使用NSThread對象建立一個線程非常方便。
- 但是！要使用NSThread管理多個線程非常困難，不推薦使用。
- 技巧！使用[NSThread currentThread]跟蹤任務所在線程，適用於這三種技術。
NSOperation/NSOperationQueue
- 是使用GCD實現的一套Objective-C的API。
- 是面向對象的線程技術。
- 提供了一些在GCD中不容易實現的特性，如：限制最大併發數量、操作之間的依賴關係。
- 蘋果官方現在建議大家使用該多線程技術，但現在仍然很多人使用GCD技術，因爲GCD使用較爲方便。
GCD —— Grand Central Dispatch
- Grand Central Dispatch (GCD)是Apple開發的一個多核編程的解決方法,稱作大中心調度。該方法在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出，並隨後被引入到了iOS4.0中。GCD是一個替代諸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技術的很高效和強大的技術。
- 是基於C語言的底層API。
- 用Block定義任務，使用起來非常靈活便捷。
- 提供了更多的控制能力以及操作隊列中所不能使用的底層函數。
隊列
隊列是先進先出（FIFO）結構的，其主要的任務主要是負責線程的創建、回收工作，不論什麼隊列和什麼任務都不需要程序員參與，減輕了程序員的工作。
GCD的隊列
- 運行在主線程中的主隊列。
- 3 個不同優先級的後臺隊列。
- 一個優先級更低的後臺隊列（用於 I/O）。
自定義隊列
- 串行隊列
- 並行隊列。
- 自定義隊列非常強大，建議在開發中使用。在自定義隊列中被調度的所有Block最終都將被放入到系統的全局隊列中和線程池中。
從圖中可以看出串行隊列、並行隊列都屬於默認優先級的GCD隊列。
提示：不建議使用不同優先級的隊列，因爲如果設計不當，可能會出現優先級反轉，即低優先級的操作阻塞高優先級的操作。
串行隊列
隊列中的任務只會順序執行(類似跑步)，創建如下：
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create(“threadName”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);“threadName”是隊列名稱，用於在調試時輔助。
並行隊列
隊列中的任務通常會併發執行(類似賽跑)，創建如下：
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("threadName", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);“threadName”是隊列名稱，用於在調試時輔助。
全局隊列
是系統的，蘋果爲了方便多線程的設計，提供一個全局隊列，供所有的APP共同使用,直接拿過來（GET）用就可以；與並行隊列類似，但調試時，無法確認操作所在隊列，獲得方法如下：
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 主線程隊列
每一個應用程序對應唯一一個主隊列，直接GET即可；在多線程開發中，使用主隊列更新UI，獲得方法如下：
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 任務
同步任務
必須按照順序執行的任務，利用如下代碼添加一個同步任務：
dispatch_sync(<#dispatch_queue_t queue#>, <#^(void)block#>)異步任務
執行順序不確定，那個任務線搶佔到CPU資源誰先執行，會併發執行,利用如下代碼添加一個異步任務：
dispatch_async(<#dispatch_queue_t queue#>, <#^(void)block#>)不同隊列中添加不同任務運行結果的總結
串行隊列＋同步任務
不會創建新的線程，所有任務會在同一線程中按順序執行，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo1 {
// 1.創建隊列
dispatch_queue_t q =
dispatch_queue_create("kwjThread1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 2.向隊列中添加任務
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}
}運行結果：
串行隊列＋異步任務
操作需要一個子線程，會新建線程、線程的創建和回收不需要程序員參與，操作順序執行，是“最安全的選擇”，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo1 {
// 1.創建隊列
dispatch_queue_t q =
dispatch_queue_create("kwjThread1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 2.向隊列中添加任務
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}運行結果：
並行隊列＋同步任務
不會創建新的線程，所有任務會在同一線程中按順序執行，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo2 {
// 創建隊列
dispatch_queue_t q =
dispatch_queue_create("kwjThread2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 同步任務，不會開啓新的線程，按順序進行
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}運行結果：
並行隊列＋異步任務
操作會新建多個線程（有多少任務，就開N個線程執行）、操作無序執行；隊列前如果有其他任務，會等待前面的任務完成之後再執行；場景：既不影響主線程，又不需要順序執行的操作！運行如下代碼：
- (void)gcdDemo2 {
// 創建隊列
dispatch_queue_t q =
dispatch_queue_create("kwjThread2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 異步任務，有多少任務，就會開啓N個線程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}
運行結果：
全局隊列＋同步任務
不會創建新的線程，所有任務會在同一線程中按順序執行，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo3{
// 取得全局隊列
// 記住：在開發中永遠用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 添加任務
// 同步任務
NSLog(@"%@KWJ", [NSThread currentThread]);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}運行結果：
全局隊列＋異步任務
操作會新建多個線程、操作無序執行，隊列前如果有其他任務，會等待前面的任務完成之後再執行，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo3{
// 取得全局隊列
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 添加任務
// 異步任務
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}
@end運行結果：
全局隊列與併發隊列比較
- 不需要創建，直接GET就能用
- 兩個隊列的執行效果相同
- 全局隊列沒有名稱，調試時，無法確認準確隊列
主隊列＋同步任務
主隊列中添加同步任務會發生阻塞（死鎖）,運行如下代碼：
- (void)gcdDemo4{
// 獲得主隊列
dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"%@,我是：",[NSThread currentThread]);
// 添加同步任務
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"%@,KWJ",[NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"haha");
}運行結果：
在主隊列開啓同步任務，爲什麼會阻塞線程？
在主隊列開啓同步任務，因爲主隊列是串行隊列，裏面的線程是有順序的，先執行完一個線程才執行下一個線程，而主隊列始終就只有一個主線程，主線程是不會執行完畢的，因爲他是無限循環的，除非關閉應用程序。因此在主線程開啓一個同步任務，同步任務會想搶佔執行的資源，而主線程任務一直在執行某些操作，不肯放手。兩個的優先級都很高，最終導致死鎖，阻塞線程了。
主隊列＋異步操作
異步任務在主線程上運行，同時是保持隊形的，操作都應該在主線程上順序執行的，不存在異步的概念，運行如下代碼：
- (void)gcdDemo4{
// 獲得主隊列
dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"%@KWJ",[NSThread currentThread]);
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
});
}
}
運行結果：
在主隊列開啓異步任務，不會開啓新的線程而是依然在主線程中執行代碼塊中的代碼。爲什麼不會阻塞線程？
主隊列開啓異步任務，雖然不會開啓新的線程，但是他會把異步任務降低優先級，等閒着的時候，就會在主線程上執行異步任務。
不同隊列中嵌套dispatch_sync的結果
嵌套代碼
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
});
});在串行隊列中
串行隊列，嵌套上述代碼會死鎖，但是會執行嵌套同步操作之前的代碼。
在並行隊列中
並行隊列，嵌套上述代碼，不會死鎖，都在主線程上執行。
在全局隊列中
全局隊列，嵌套上述代碼，不會死鎖，都在主線程上執行。
在主隊列中
主隊列，嵌套上述代碼直接死鎖。
GCD小結
- 通過GCD，開發者不用再直接跟線程打交道，只需要向隊列中添加代碼塊即可。
- GCD在後端管理着一個線程池，GCD不僅決定着代碼塊將在哪個線程被執行，它還根據可用的系統資源對這些線程進行管理。從而讓開發者從線程管理的工作中解放出來，通過集中的管理線程，緩解大量線程被創建的問題。
- 使用GCD，開發者可以將工作考慮爲一個隊列，而不是一堆線程，這種並行的抽象模型更容易掌握和使用。
以上即爲本人最近在學習了iOS開發中多線程技術後的簡單總結，其實大部分都是前人的總結，本人大部分工作都是整理，並加入一些個人的理解，還請大家有錯誤在下面留言指出。
大家也可以加我QQ：947124563進行交流學習。
