concurrencyProgrammingGuide 1

thread用来表述执行代码的独立path。os x的线程执行基于POSIX 线程API.

process用来表述一个运行操作，可以包含多个线程。

task用来描述工作的抽象概念。

Concurrency and Application Design 

不是依赖threads，os x和ios使用的是asynchronous design approach来解决并发的问题。异步函数在操作系统中已经使用多年用来初始化可能需要花费大量时间的task，比如从disk读取数据。当被调用的时候，异步函数会在后台执行一些操作然后在task可能完成前返回。首先，这个工作就包含了后台thread，在thread上执行desired task然后给caller发送通知的功能。在之前，如果一个异步函数不存在，你需要写你自己的异步函数并且创建线程。但是现在，os x和ios提供的技术使得你可以执行任何的异步任务而且不用再管理线程。

其中的一个异步任务技术就是Grand Central Dispatch (GCD)。这个技术负责线程管理code并且把他设置为sysytem level。你只需要定义想执行的task并且把它们添加到一个合适的dispathch queue中就可以了。gcd负责创建需要的线程并且将你的tasks分配在这些线程中运行。因为线程管理不是系统部分，gcd比传统线程提供一个整体的途径来管理和执行提供更好更有效的操作。

Operation queues 是objective c对象集合非常像dispathch queues。你定义想要执行的tasks并且添加到operation queue中，它负责安排和执行这些tasks。像gcd，operation queue为你处理所有的线程管理，确保tasks执行得又快又好。

Dispatch Queues 

是基于c的执行自定义tasks的机制。一个dispatch queue总是以串行或者并发的方式执行任务。先进先出的原则。串行dispatch queue每次只执行一个task。要等待当前的task完成后才执行新的task。相反的，并发的dispatch queue会同时启动多个tasks而不需要等待其他的task完成。

dispatch queues还有其他的优点：

它们提供一个直接的并且简单的编程接口

它们提供自动的和整体的线程池管理

它们提供协调好的集合加速

它们有更多的内存空间。

Serial dispatch queues offer a more efficient alternative to locks and other synchronization primitives.

你提交给dispatch queue的tasks必须封装在函数或者block对象中。

Dispatch Sources 

异步处理特定类型系统事件的基于c的机制。dispatch source疯长一个特定类型的系统事件并且当有事件发生时提交一个特定的block对象或者函数到dispatch queue中。你可以使用dispatch sources来映射以下类型的系统事件：

• Timers
• Signal handlers Descriptor-related events Process-related events
• Mach port events
• Custom events that you trigger

Asynchronous Design Techniques 

你采用并发前应当考虑是否有这个必要首先。如果使用不当不会使得你的程序运行流畅反而会更慢甚至影响用户操作。

Define Your Application’s Expected Behavior 

• 首先你需要估计出你的应用程序使用的tasks和每个task相关联的对象或者data structures。首先，你可能想在用户选择一个menu item或者点击一个button的时候开始执行一个task。就是要首先列出high－level tasks。
• 然后把每个task细分成一系列的步骤来确保task执行成功。这时你需要主要关注有关data structures和objects的一系列修改。并且这些修改将会如何影响你的应用程序。
• 而且你要关注objects和data structures之间的dependencies。如果修改一处不会影响其他的那么就可以考虑使用并发。

When to Use Threads 

要看情况是否需要创建线程。当implement code必须在real time时运行就可以考虑使用线程。dispatch queues 会尽可能快地运行tasks但是它们不address real time 约束。如果你想在后台执行，线程可能更合适。

Operation Queues 

About Operation Objects 

operation object是一个NSOperation类型的实例。

NSInvocation-Operation : 创建一个operation object

NSBlockOperation: 并发执行一个或者多个block objects

NSOpretion:自定义operaiton object

Creating an NSInvocationOperation Object 

当运行时，调用你指定对象的selector。使用这个类来防止为每一个task定义大量的自定义operation objects。特别是当你正在修改一个现有的程序并且已经有一些objects和methods需要执行tasks的时候。

创建一个invocation 类型实例，传送想要的object和selector。例子如下：

@implementation MyCustomClass
  - (NSOperation*)taskWithData:(id)data {

NSInvocationOperation* theOp = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(myTaskMethod:) object:data]; 

 return theOp;

  }

  // This is the method that does the actual work of the task.
  - (void)myTaskMethod:(id)data {

      // Perform the task.
  }@end 

Creating an NSBlockOperation Object 

封装一个或者多个block objects。当你创建一个block operation时，你其实至少添加了一个block在初始化阶段。你也可以添加多个blocks。当执行NSBlockOperation object时，object提交所有的blocks到默认优先级的并发dispatch queue.object会等待所有的blocks执行完成。当最后一个block执行完成后，operation object就会标记自己完成了。以下就是创建了一个NSBlockOperation object. block没有参数并且没有返回显示结果的例子：

NSBlockOperation* theOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock: ^{
      NSLog(@"Beginning operation.\n");
      // Do some work.}]; 

addExecutionBlock 用来创建更多的blocks。如果你需要blocks串行执行，那么你必须直接把它们提交到想要的dispatch queue中。

Defining a Custom Operation Object

你可以子类化NSOperation并且添加任何你想要的操作。

Performing the Main Task 

每一个operation object应该执行至少两个方法：

• 一个custom initialization method
• main

你需要一个自定义的初始化方法来把你的operation object放到一个知道的状态并且还要有一个main方法来执行你的task。你可以执行额外需要的方法如下：

• Custom methods that you plan to call from the implementation of your main method
• Accessor methods for setting data values and accessing the results of the operation
• Methods of the NSCoding protocol to allow you to archive and unarchive the operation object

例子如下：

@interface MyNonConcurrentOperation : NSOperation
@property id (strong) myData;
-(id)initWithData:(id)data;
@end

@implementation MyNonConcurrentOperation
- (id)initWithData:(id)data {

   if (self = [super init])
      myData = data;

   return self;
}

-(void)main {
   @try {

      // Do some work on myData and report the results.
   }

   @catch(...) {
      // Do not rethrow exceptions.

} }

@end

Responding to Cancellation Events 

当一个operation开始执行时，直到完成或者显示得cancel掉这个operation否则继续执行。调用isCancelled 方法来支持一个operation object的cancellation操作。当设计你的operation objects的时候，你应该考虑在如下的地方调用isCancelled方法：

Immediately before you perform any actual work   在你执行任何切实的工作之前

At least once during each iteration of a loop, or more frequently if each iteration is relatively long 至少一旦每一个loop或者更频繁的时候

At any points in your code where it would be relatively easy to abort the operation 代码中可能会容易打断操作的地方

例子：isCancelled方法在一个while循环中被调用，在work开始前允许快速exit

- (void)main {
   @try {

      BOOL isDone = NO;

      while (![self isCancelled] && !isDone) {
          // Do some work and set isDone to YES when finished

} }

   @catch(...) {
      // Do not rethrow exceptions.

} }