一.線程概述
有些程序是一條直線，起點到終點；有些程序是一個圓，不斷循環，直到將它切斷。直線的如簡單的Hello World，運行打印完,它的生命週期便結束了，像曇花一現那樣；圓如操作系統，一直運行直到你關機。
一個運行着的程序就是一個進程或者叫做一個任務，一個進程至少包含一個線程，線程就是程序的執行流。Mac和iOS中的程序啓動，創建好一個進程的同時， 一個線程便開始運行，這個線程叫主線程。主線程在程序中的地位和其他線程不同，它是其他線程最終的父線程，且所有界面的顯示操作即AppKit或 UIKit的操作必須在主線程進行。
系統中的每一個進程都有自己獨立的虛擬內存空間，而同一個進程中的多個線程則共用進程的內存空間。每創建一個新的線程，都需要一些內存(如每個線程有自己的Stack空間)和消耗一定的CPU時間。另外當多個線程對同一個資源出現爭奪的時候需要注意線程安全問題。
二.創建線程
創建一個新的線程就是給進程增加了一個執行流，執行流總得有要執行的代碼吧，所以新建一個線程需要提供一個函數或者方法作爲線程的入口。
1.使用NSThread
NSThread提供了創建線程的途徑，還可以提供了檢測當前線程是否是主線程的方法。 使用NSThread創建一個新的線程有兩種方式：
- 1.創建一個NSThread的對象，調用其start方法。對於這種方式的NSThread對象的創建，可以使用一個目標對象的方法初始化一個NSThread對象，或者創建一個繼承NSThread類的子類，實現其main方法，然後在直接創建這個子類的對象。
- 2.使用 detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:這個類方法創建一個線程，這個比較直接了，直接使用目標對象的方法作爲線程啓動入口。
2.使用NSObject
其實NSObject直接就加入了多線程的支持，允許對象的某個方法在後臺運行。如:
<span style="font-size:14px;">[myObj performSelectorInBackground:@selector(doSomething) withObject:nil]; </span>3.POSIX Thread
由於Mac和iOS都是基於Darwin系統，Darwin系統的XUN內核，是基於Mach和BSD的，繼承了BSD的POSIX接口，所以可以直接使用POSIX線程的相關接口來使用線程。
創建線程的接口爲 pthread_create，當然在創建之前可以通過相關函數設置好線程的屬性。以下爲POSIX線程使用簡單的例子。
<span style="font-size:14px;">#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
void *pthreadRoutine(void *);
int main (int argc, const char * argv[]) {
pthread_attr_t attr;
pthread_t pthreadID;
int returnVal;
returnVal = pthread_attr_init(&attr);
returnVal = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
int threadError = pthread_create(&pthreadID, &attr, &pthreadRoutine, NULL);
returnVal = pthread_attr_destroy(&attr);
if (threadError != 0) {
// Report an error.
} sleep(10);
return 0;
}
void *pthreadRoutine(void *data){
int count = 0;
while (1) {
printf("count = %d\n",count++);
sleep(1);
} return NULL;
}</span>三.多線程進階
NSOperation&NSOperationQueue
很多時候我們使用多線程，需要控制線程的併發數，畢竟線程也是消耗系統資源的，當程序中同時運行的線程過多時，系統必然變慢。 所以很多時候我們會控制同時運行線程的數目。
NSOperation可以封裝我們的操作，然後將創建好的NSOperation對象放到NSOperationQueue中，OperationQueue便開始啓動新的線程去執行隊列中的操作，OperationQueue的併發度是可以通過如下方式進行設置:
<span style="font-size:14px;">- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)count </span>GCD
GCD是Grand Central Dispatch的縮寫，是一系列的BSD層面的接口，在Mac 10.6 和iOS4.0以後才引入的，且現在NSOperation和NSOperationQueue的多線程的實現就是基於GCD的。目前這個特性也被移植到 FreeBSD上了，可以查看libdispatch這個開源項目。
比如一個在UIImageView中顯示一個比較大的圖片
<span style="font-size:14px;">dispatch_queue_t imageDownloadQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(imageDownloadQueue, ^{
NSURL *imageURL = [NSURL URLWithString:@"http://test.com/test.png"];
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:imageURL];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ [imageView setImage:image];//UIKit必須在主線程執行
});
});</span>
當然，GCD除了處理多線程外還有很多非常好的功能，其建立在強大的kqueue之上，效率也能夠得到保障。
四.線程間通信
線程間通信和進程間通信從本質上講是相似的。線程間通信就是在進程內的兩個執行流之間進行數據的傳遞，就像兩條並行的河流之間挖出了一道單向流動長溝，使得一條河流中的水可以流入另一條河流，物質得到了傳遞。
1.performSelect On The Thread
框架爲我們提供了強制在某個線程中執行方法的途徑,如果兩個非主線程的線程需要相互間通信，可以先將自己的當前線程對象註冊到某個全局的對象中去，這樣相 互之間就可以獲取對方的線程對象，然後就可以使用下面的方法進行線程間的通信了，由於主線程比較特殊，所以框架直接提供了在出線程執行的方法
<span style="font-size:14px;">@interface NSObject (NSThreadPerformAdditions)
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
// equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(NSArray *)array NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
// equivalent to the first method with kCFRunLoopCommonModes ...
@end</span>2.Mach Port
在蘋果的Thread Programming Guide的Run Pool一節的Configuring a Port-Based Input Source 這一段中就有使用Mach Port進行線程間通信的例子。 其實質就是父線程創建一個NSMachPort對象，在創建子線程的時候以參數的方式將其傳遞給子線程，這樣子線程中就可以向這個傳過來的 NSMachPort對象發送消息，如果想讓父線程也可以向子線程發消息的話，那麼子線程可以先向父線程發個特殊的消息，傳過來的是自己創建的另一個
NSMachPort對象，這樣父線程便持有了子線程創建的port對象了，可以向這個子線程的port對象發送消息了。
當然各自的port對象需要設置delegate以及schdule到自己所在線程的RunLoop中，這樣來了消息之後，處理port消息的delegate方法會被調用，你就可以自己處理消息了。
五.RunLoop
RunLoop從字面上看是運行循環的意思，這一點也不錯，它確實就是一個循環的概念，或者準確的說是線程中的循環。 本文一開始就提到有些程序是一個圈，這個圈本質上就是這裏的所謂的RunLoop，就是一個循環，只是這個循環里加入很多特性。
首先循環體的開始需要檢測是否有需要處理的事件，如果有則去處理，如果沒有則進入睡眠以節省CPU時間。 所以重點便是這個需要處理的事件，在RunLoop中，需要處理的事件分兩類，一種是輸入源，一種是定時器，定時器好理解就是那些需要定時執行的操作，輸 入源分三類：performSelector源，基於端口（Mach port）的源，以及自定義的源。編程的時候可以添加自己的源。RunLoop還有一個觀察者Observer的概念，可以往RunLoop中加入自己的 觀察者以便監控着RunLoop的運行過程，CFRunLoop.h中定義了所有觀察者的類型:
<span style="font-size:14px;">enum CFRunLoopActivity {
kCFRunLoopEntry = (1 << 0),
kCFRunLoopBeforeTimers = (1 << 1),
kCFRunLoopBeforeSources = (1 << 2),
kCFRunLoopBeforeWaiting = (1 << 5),
kCFRunLoopAfterWaiting = (1 << 6),
kCFRunLoopExit = (1 << 7),
kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU
};
typedef enum CFRunLoopActivity CFRunLoopActivity;</span>如果你使用過select系統調用寫過程序你便可以快速的理解runloop事件源的概念，本質上講事件源的機制和select一樣是一種多路複用IO的 實現，在一個線程中我們需要做的事情並不單一，如需要處理定時鐘事件，需要處理用戶的觸控事件，需要接受網絡遠端發過來的數據，將這些需要做的事情統統注 冊到事件源中，每一次循環的開始便去檢查這些事件源是否有需要處理的數據，有的話則去處理。 拿具體的應用舉個例子，NSURLConnection網絡數據請求，默認是異步的方式，其實現原理就是創建之後將其作爲事件源加入到當前的 RunLoop，而等待網絡響應以及網絡數據接受的過程則在一個新創建的獨立的線程中完成，當這個線程處理到某個階段的時候比如得到對方的響應或者接受完 了網絡數據之後便通知之前的線程去執行其相關的delegate方法。所以在Cocoa中經常看到scheduleInRunLoop:forMode: 這樣的方法，這個便是將其加入到事件源中，當檢測到某個事件發生的時候，相關的delegate方法便被調用。對於CoreFoundation這一層而 言，通常的模式是創建輸入源，然後將輸入源通過CFRunLoopAddSource函數加入到RunLoop中，相關事件發生後，相關的回調函數會被調 用。如CFSocket的使用。 另外RunLoop中還有一個運行模式的概念，每一個運行循環必然運行在某個模式下，而模式的存在是爲了過濾事件源和觀察者的，只有那些和當前 RunLoop運行模式一致的事件源和觀察者纔會被激活。
每一個線程都有其對應的RunLoop，但是默認非主線程的RunLoop是沒有運行的，需要爲RunLoop添加至少一個事件源，然後去run它。一般情況下我們是沒有必要去啓用線程的RunLoop的，除非你在一個單獨的線程中需要長久的檢測某個事件。
