ios线程和GCD和队列同步异步的关系

1、什么是进程？

　　进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。比如同时打开QQ、Xcode，系统就会分别启动2个进程。截图

　　

2、什么是线程？

　　1）、一个进程要想执行任务，必须得有线程（每一个进程至少要有一条线程）

　　2）、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

　　3）、一个线程中任务的执行是串行的。即如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个的按顺序执行这些任务

3、什么是多线程？

　　1）、一个线程中可以开启多条线程，每条线程可以并行执行不同的任务。比如同时开启三条线程分别下载3个文件

　　2）、同一时间，CPU只能处理一条线程，只有一条线程在工作（执行）

　　3）、多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速的在多线程之间调度（切换）

　　4）、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

　　5）、如果线程非常非常多，那么会发生什么情况呢？

　　　　可能导致cpu在N条线程之间调度，消耗大量的cpu资源，进而导致每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低）

　　6）、多线程的优点：能适当提高程序的执行效率；能适当提高资源利用率（cpu、内存利用率）

　　7）、多线程的缺点：

　　　　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；

　　　　线程越多，cpu在调度线程上的开销就越大；

　　　　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

4、什么是主线程

　　1）、一个ios程序运行后，默认会开启一条线程，称为”主线程“或”UI线程“

　　2）、主线程的作用：

　　　　显示/刷新UI界面；

　　　　处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）

　　3）、主线程的使用注意：

　　　　别将比较耗时的操作放到主线程中；耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种”卡“的坏体验；

　　　　所以一般将耗时操作放在子线程（后台线程、非主线程）

5、ios中多线程的实现方案：

　　

6、NSThread

　　1)一个NSThread对象就代表一条线程

　　2）创建、启动线程：

　　　　NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(testThread) object:nil];

　　　　[thread start];

　　3)、主线程相关用法：

　　　　+ (NSThread *)mainThread;　　//获取主线程

　　　　- (BOOL)isMainThread;　　　　//是否为主线程

　　　　+ (BOOL)isMainThread;　　　　//是否为主线程

　　4)、获取当前线程： NSThread *current = [NSThread currentThread];

　　5)、线程的调度优先级

　　　　+ (double)threadPriority;

　　　　+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

　　　　- (double)threadPriority;

　　　　- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

　　　　调度优先级的取值范围是0.0 ～ 1.0， 默认是0.5， 值越大，优先级越高

　　6）、线程的名字：- (void)setName: (NSString *)n;   - (NSString *)name;

　　7）、另外一种创建线程方法：创建线程后启动线程：

　　　　[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(testThread) toTarget:self withObject:nil];

　　8）、第三种创建线程方式：隐式创建并启动线程：

　　　　[self performSelectorInBackground:@selector(testThread) withObject:nil];

　　9) 、后面2中创建线程方式的优缺点：

　　　　优点：简单快捷

　　　　缺点：无法对线程进行更详细的设置

　　10)、阻塞（暂停）线程：

　　　　+ (void)sleepUnitilDate:(NSDate *)date; //睡眠到date这个时间上

　　　　+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)seconds;  //睡眠seconds秒

　　　　调用这两个方法中任一方法，当前线程会睡眠（暂停）所设置的时间后，才会执行后面的操作

　　11）、强制停止线程，让当前线程提前结束它的生命：+ (void)exit;

7、多线程安全问题 - 互斥锁

　　1)、互斥锁使用方式：@synchronized(所对象) { //需要锁定的代码 } ;    // 线程同步：多条线程按顺序地执行任务

　　2）、互斥锁的优缺点：

　　　　优点：能有效防止因多线程抢夺同一资源造成的数据安全问题；

　　　　缺点：需要消耗大量的CPU资源

8、原子和非原子属性

　　OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择

　　atomic : 院子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic)

　　nonatomic：非原子属性，不会位setter方法加锁

　　---------------- nontomic 和 atomic对比 -------

　　atomic ：线程安全，需要消耗大量的资源；

　　nonatomic : 非线程安全，适合内存晓得移动设备

　　------ 对于设置属性原子和非原子性的建议 ---

　　a、所有属性都声明位nontomic；

　　b、尽量避免多线程抢夺同一块资源；

　　c、尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务端处理，减小移动客户端的压力。

9、线程间通信

　　在1个线程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信：比如说一个线程传递数据给另一个线程，又或者在一个线程中执行完成特定任务后，转到另一个线程继续执行任务。

　　线程间通信常用方法：

　　- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelectorWithObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; //传递数据到主线程

　　- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; //传递数据到另一个线程

10、GCD

　　1)、GCD，全称是Grand Central Dispatch，伟大的中央调度器。纯C语言，提供了非常多强大的函数

　　2）、GCD的优势：

　　　　GCD是苹果公司位多核的并行运算提出的解决方案；会自动利用更多的CPU内核；

　　　　会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）

　　3）、GCD中2个核心概念：任务和队列。任务指执行什么操作，队列是用来存放任务。

　　　　GCD的使用步骤：

　　　　　　a、定制任务。确定想做的事；

　　　　　　b、将任务添加到队列中。GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行 ；任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出。

　　　　GCD执行任务函数：

　　　　　　用同步的方式执行任务：dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);   // queue指队列   ；  block指任务

　　　　　　用异步的方式执行任务：dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

　　　　　　同步和异步的区别：同步只能在当前的线程中执行任务，不具备开启新线程的能力； 异步可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力；

　　4）、队列的类型：主要分为并发队列和串行队列

　　　　并发队列：Concurrent Dispatch Queue, 可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）；

　　　　　　　　　并发功能只有在异步（dispatch_async)函数下才有效

　　　　串行队列：Serial Dispatch Queue, 让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

　　　　

　　　　并行队列：

　　　　GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建；

　　　　使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列；

　　　　dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority,  unsigned long flags);  //priority指队列的优先级， flags参数暂时无用，用0即可

　　　　示例：dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,  0); //获得全局并发队列　　

　　　　全局并发队列的优先级：

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH　　2//高

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT  0//默认（中）

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW　(-2)  //低

　　　　#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN　　//后台

　　　　串行队列：

　　　　使用dispatch_queue_create函数创建一个串行队列

　　　　dispatch_queue_create(const char *lable, dispatch_queue_attr_t attr); //lable参数指队列名称；attr参数指队列属性，一般用NULL即可

　　　　另外可以使用主队列：dispatch_get_main_queue()，主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列；放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

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线程和队列、异步同步函数的关系？

1、一个应用程序表示开启了一个进程

2、一个进程至少有一个线程，即至少有一个主线程，也可以开启多条线程

3、一个线程中可以有多个队列，每个队列中可以执行多个任务

4、在线程中执行任务的顺序可以是按顺序来执行，也可以用不按顺序来执行。即表现为串行和并行

5、那异步和同步函数的作用在哪里？

是否开启多条线程，然后执行的队列（任务）是否按顺序还是不按顺序执行，都需要异步和同步函数的配合才能实现！

并行和串行队列，与异步同步函数的排列组合有如下这些：

a、并行队列 + 异步函数 开启多条线程，不按顺序执行任务；

b、串行队列 + 异步函数 开启一条新线程，按顺序执行任务；

c、主队列 + 异步函数不开启新线程，按顺序执行任务

d、并行队列 + 同步函数不开启新线程，按顺序执行任务；

e、串行队列 + 同步函数不开启新线程，按顺序执行任务；

f、主队列 + 同步函数会出现卡死现象！原因：循环等待，主队列的东西要等主线程执行完，又不能开线程，

所以下面的任务要等上面的任务执行完，然后卡死

举例说明：

1、并行队列 + 异步函数：开启多条线程，不按顺序执行任务 （全局队列+异步函数效果一样）

dispatch_queue_t q1 = dispatch_queue_create("mulQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = ; i < ; i++){
        dispatch_async(q1, ^{
            NSLog(@"并行+异步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"并行队列+异步函数测试执行 end....");
    /*
     并行队列+异步函数测试执行 end....
     并行+异步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000026ab80>{number = 5, name = (null)}
     并行+异步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x600000269b00>{number = 3, name = (null)}
     并行+异步，i=4, currentThread: <NSThread: 0x60000026ea80>{number = 7, name = (null)}
     并行+异步，i=3, currentThread: <NSThread: 0x600000269bc0>{number = 6, name = (null)}
     并行+异步，i=5, currentThread: <NSThread: 0x60800026d8c0>{number = 8, name = (null)}
     ....
     并行+异步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x600000272f80>{number = 49, name = (null)}
     并行+异步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x600000273000>{number = 50, name = (null)}
     并行+异步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000026ad40>{number = 11, name = (null)}
     */

2、并行 + 同步：不开启线程，按顺序执行，在主线程执行

dispatch_queue_t q2 = dispatch_queue_create("mulQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = ; i < ; i++){
        dispatch_sync(q2, ^{
            NSLog(@"并行+同步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"并行队列+同步函数测试执行 end....");
    /*
     并行+同步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     并行+同步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     并行+同步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     ....
     并行+同步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     并行+同步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     并行+同步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x608000079040>{number = 1, name = main}
     并行队列+同步函数测试执行 end....
     */

3、串行 + 异步：开启一条新线程，按顺序执行

dispatch_queue_t q3 = dispatch_queue_create("singleQueue", NULL);
    for (int i = ; i < ; i++){
        dispatch_async(q3, ^{
            NSLog(@"串行+异步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"串行队列+异步函数测试执行 end....: %@", [NSThread currentThread]);
    /*
     串行+异步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行队列+异步函数测试执行 end....: <NSThread: 0x60800007b800>{number = 1, name = main}
     串行+异步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+异步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     ....
     串行+异步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+异步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     串行+异步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x60000007f240>{number = 3, name = (null)}
     */

4、主队列 + 异步：不开启新线程，按顺序执行

dispatch_queue_t q4 = dispatch_get_main_queue();
    for (int i = ; i < ; i++){
        dispatch_async(q4, ^{
            NSLog(@"主队列+异步，i=%d, currentThread: %@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
    NSLog(@"主队列+异步函数测试执行 end....: %@", [NSThread currentThread]);
    /*
     主队列+异步函数测试执行 end....: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主队列+异步，i=0, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主队列+异步，i=1, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主队列+异步，i=2, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     ....
     主队列+异步，i=97, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主队列+异步，i=98, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     主队列+异步，i=99, currentThread: <NSThread: 0x60000006fe00>{number = 1, name = main}
     */