关于多线程自己整理（大牛勿喷）

1、线程的生命周期的五种状态

新建（new Thread）

当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）。

例如：Thread  t1=new Thread();

就绪（runnable）

线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）

线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）

当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）

由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

2、多线程是什么

多线程是个复杂的概念，按字面意思是同步完成多项任务，提高了资源的使用效率，从硬件、操作系统、应用软件不同的角度去看，多线程被赋予不同的内涵，对于硬件，现在市面上多数的CPU都是多核的，多核的CPU运算多线程更为出色；从操作系统角度，是多任务，现在用的主流操作系统都是多任务的，可以一边听歌、一边写博客；对于应用来说，多线程可以让应用有更快的回应，可以在网络下载时，同时响应用户的触摸操作。在iOS应用中，对多线程最初的理解，就是并发，它的含义是原来先做烧水，再摘菜，再炒菜的工作，会变成烧水的同时去摘菜，最后去炒菜。

3、iOS你对多线程的了解

       ·NSThread

NSThread是一个控制线程执行的对象，它不如NSOperation抽象，通过它我们可以方便的得到一个线程，并控制它。但NSThread的线程之间的并发控制，是需要我们自己来控制的，可以通过NSCondition实现

       优点：NSThread 比其他两个轻量级

       缺点：需要自己管理线程的生命周期，线程同步。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销

      

       ·Cocoa NSOperation(NSOperation和NSOperationQueue)

NSOperation是一个抽象类，它封装了线程的细节实现，我们可以通过子类化该对象，加上NSQueue来同面向对象的思维，管理多线程程序。

       优点：不需要关心线程管理，数据同步的事情，可以把精力放在自己需要执行的操作上。

       Cocoaoperation 相关的类是 NSOperation ，NSOperationQueue。NSOperation是   个抽象类，使用它必须用它的子类，可以实现它或者使用它定义好的两个子类：     NSInvocationOperation 和NSBlockOperation。创建NSOperation子类的对象，把对       象添加到NSOperationQueue队列里执行。

      

       ·GCD(GrandCentral Dispatch)

       Grand CentralDispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。在iOS4.0开     始之后才能使用。GCD是一个替代诸如NSThread,NSOperationQueue,       GCD提供很多超越传统多线程编程的优势：

       易用: GCD比之thread跟简单易用。由于GCD基于work unit而非像thread那样基于运算，所以GCD可以控制诸如等待任务结束、监视文件描述符、周期执行代码以及工作挂起等任务。基于block的血统导致它能极为简单得在不同代码作用域之间传递上下文。

       效率: GCD被实现得如此轻量和优雅，使得它在很多地方比之专门创建消耗资源的线程更实用且快速。这关系到易用性：导致GCD易用的原因有一部分在于你可以不用担心太多的效率问题而仅仅使用它就行了。

       性能: GCD自动根据系统负载来增减线程数量，这就减少了上下文切换以及增加了计算效率。

4、在项目什么时候选择使用GCD，什么时候选择NSOperation？

项目中使用NSOperation的优点是NSOperation是对线程的高度抽象，在项目中使用它，会使项目的程序结构更好，子类化NSOperation的设计思路，是具有面向对象的优点（复用、封装），使得实现是多线程支持，而接口简单，建议在复杂项目中使用。

项目中使用GCD的优点是GCD本身非常简单、易用，对于不复杂的多线程操作，会节省代码量，而Block参数的使用，会是代码更为易读，建议在简单项目中使用。

5、GCD术语

Serial vs. Concurrent 串行 vs. 并发

这些术语描述当任务相对于其它任务被执行，任务串行执行就是每次只有一个任务被执行，任务并发执行就是在同一时间可以有多个任务被执行。

 

虽然这些术语被广泛使用，本教程中你可以将任务设定为一个 Objective-C 的 Block 。不明白什么是 Block ？看看 iOS 5 教程中的如何使用 Block 。实际上，你也可以在 GCD 上使用函数指针，但在大多数场景中，这实际上更难于使用。Block 就是更加容易些！

 

Synchronous vs. Asynchronous 同步 vs. 异步

在 GCD 中，这些术语描述当一个函数相对于另一个任务完成，此任务是该函数要求 GCD 执行的。一个同步函数只在完成了它预定的任务后才返回。

 

一个异步函数，刚好相反，会立即返回，预定的任务会完成但不会等它完成。因此，一个异步函数不会阻塞当前线程去执行下一个函数。

 

注意——当你读到同步函数“阻塞（Block）”当前线程，或函数是一个“阻塞”函数或阻塞操作时，不要被搞糊涂了！动词“阻塞”描述了函数如何影响它所在的线程而与名词“代码块（Block）”没有关系。代码块描述了用 Objective-C 编写的一个匿名函数，它能定义一个任务并被提交到 GCD 。

 

译者注：中文不会有这个问题，“阻塞”和“代码块”是两个词。

 

Critical Section 临界区

就是一段代码不能被并发执行，也就是，两个线程不能同时执行这段代码。这很常见，因为代码去操作一个共享资源，例如一个变量若能被并发进程访问，那么它很可能会变质（译者注：它的值不再可信）。

 

Race Condition 竞态条件

这种状况是指基于特定序列或时机的事件的软件系统以不受控制的方式运行的行为，例如程序的并发任务执行的确切顺序。竞态条件可导致无法预测的行为，而不能通过代码检查立即发现。

 

Deadlock 死锁

两个（有时更多）东西——在大多数情况下，是线程——所谓的死锁是指它们都卡住了，并等待对方完成或执行其它操作。第一个不能完成是因为它在等待第二个的完成。但第二个也不能完成，因为它在等待第一个的完成。

 

Thread Safe 线程安全

线程安全的代码能在多线程或并发任务中被安全的调用，而不会导致任何问题（数据损坏，崩溃，等）。线程不安全的代码在某个时刻只能在一个上下文中运行。一个线程安全代码的例子是 NSDictionary 。你可以在同一时间在多个线程中使用它而不会有问题。另一方面，NSMutableDictionary就不是线程安全的，应该保证一次只能有一个线程访问它。

 

Context Switch 上下文切换

一个上下文切换指当你在单个进程里切换执行不同的线程时存储与恢复执行状态的过程。这个过程在编写多任务应用时很普遍，但会带来一些额外的开销。

 

Concurrency vs Parallelism 并发与并行

并发和并行通常被一起提到，所以值得花些时间解释它们之间的区别。

 

并发代码的不同部分可以“同步”执行。然而，该怎样发生或是否发生都取决于系统。多核设备通过并行来同时执行多个线程；然而，为了使单核设备也能实现这一点，它们必须先运行一个线程，执行一个上下文切换，然后运行另一个线程或进程。这通常发生地足够快以致给我们并发执行地错觉，如下图所示：

 

虽然你可以编写代码在 GCD 下并发执行，但GCD 会决定有多少并行的需求。并行要求并发，但并发并不能保证并行。

 

6、队列

GCD 提供有 dispatch queues 来处理代码块，这些队列管理你提供给 GCD 的任务并用 FIFO 顺序执行这些任务。这就保证了第一个被添加到队列里的任务会是队列中第一个开始的任务，而第二个被添加的任务将第二个开始，如此直到队列的终点。

 

所有的调度队列（dispatch queues）自身都是线程安全的，你能从多个线程并行的访问它们。 GCD 的优点是显而易见的，即当你了解了调度队列如何为你自己代码的不同部分提供线程安全。关于这一点的关键是选择正确类型的调度队列和正确的调度函数来提交你的工作。

 

在本节你会看到两种调度队列，都是由 GCD 提供的，然后看一些描述如何用调度函数添加工作到队列的列子。

 

Serial Queues 串行队列

 

这些任务的执行时机受到 GCD 的控制；唯一能确保的事情是 GCD 一次只执行一个任务，并且按照我们添加到队列的顺序来执行。

 

由于在串行队列中不会有两个任务并发运行，因此不会出现同时访问临界区的风险；相对于这些任务来说，这就从竞态条件下保护了临界区。所以如果访问临界区的唯一方式是通过提交到调度队列的任务，那么你就不需要担心临界区的安全问题了。

 

Concurrent Queues 并发队列

 

在并发队列中的任务能得到的保证是它们会按照被添加的顺序开始执行，但这就是全部的保证了。任务可能以任意顺序完成，你不会知道何时开始运行下一个任务，或者任意时刻有多少 Block 在运行。再说一遍，这完全取决于 GCD 。

 

下图展示了一个示例任务执行计划，GCD 管理着四个并发任务：

 

注意 Block 1,2 和 3 都立马开始运行，一个接一个。在 Block 0 开始后，Block 1等待了好一会儿才开始。同样， Block 3 在 Block 2 之后才开始，但它先于 Block 2 完成。

 

何时开始一个 Block 完全取决于 GCD。如果一个 Block 的执行时间与另一个重叠，也是由 GCD来决定是否将其运行在另一个不同的核心上，如果那个核心可用，否则就用上下文切换的方式来执行不同的 Block 。

 

有趣的是， GCD 提供给你至少五个特定的队列，可根据队列类型选择使用。

7、谈谈GCD的工作原理：

让程序平行排队，执行指定的任务，根据可用的的处理资源，安排他们在任何可用的处理核心上执行任务；

GCD执行都是遵照FIFO，保证先进来的任务先得到执行；

GCD的FIFO队列称为dispatch queue；

GCD执行的任务可以是一个函数，或是一个block；

 

8、GCD的基本概念就是dispatch queue。dispatch queue是一个对象，它可以接受任务，并将任务以先到先执行的顺序来执行。dispatchqueue可以是并发的或串行的。并发任务会像NSOperationQueue那样基于系统负载来合适地并发进行，串行队列同一时间只执行单一任务。

 

GCD中有三种队列类型：

 

The main queue: 与主线程功能相同。实际上，提交至main queue的任务会在主线程中执行。main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。

Global queues: 全局队列是并发队列，并由整个进程共享。进程中存在三个全局队列：高、中（默认）、低三个优先级队列。可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来访问队列。

用户队列: 用户队列 (GCD并不这样称呼这种队列, 但是没有一个特定的名字来形容这种队列，所以我们称其为用户队列) 是用函数dispatch_queue_create 创建的队列. 这些队列是串行的。正因为如此，它们可以用来完成同步机制

9、GCD常用方法：

1、dis0patch_async

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ 

    // 处理耗时操作的代码块... 

     

    //通知主线程刷新 

   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 

        //回调或者说是通知主线程刷新， 

    }); 

     

}); 

 

dispatch_async开启一个异步操作，第一个参数是指定一个gcd队列，第二个参数是分配一个处理事物的程序块到该队列。

dispatch_get_global_queue(0, 0)，指用了全局队列。

一般来说系统本身会有3个队列。

global_queue，current_queue,以及main_queue.

获取一个全局队列是接受两个参数，第一个是我分配的事物处理程序块队列优先级。分高低和默认，0为默认2为高，-2为低

 

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH     2 

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT  0 

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW     (-2) 

处理完事务后，需要将结果返回或者是刷新UI主线程，同样，和上面一样，抓取主线程，程序块操作。

 

同步(顺序执行，一条道走到底)：

for (int i = 0 ; i < 10; i++) { 

    

      UIImage *img= [self getImgeWith:[urlArr objectForIndex:i]]; 

       [myImgV[i]setImage:img]; 

      

 } 

 

异步(分别执行，互不干扰)

for (int i = 0 ; i < 10; i++) { 

     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ 

      // 处理耗时操作的代码块... 

       UIImage *img= [self getImgeWith:[urlArr objectForIndex:i]]; 

      //通知主线程刷新 

     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 

          //回调或者说是通知主线程刷新， 

           [myImgV[i] setImage:img]; 

      }); 

       

  });

 

dispatch_sync，它干的事儿和dispatch_async相同，但是它会等待block中的代码执行完成并返回。结合 __block类型修饰符，可以用来从执行中的block获取一个值。例如，你可能有一段代码在后台执行，而它需要从界面控制层获取一个值。那么你可以使用dispatch_sync简单办到：

 

__block NSString *stringValue;

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

        // __blockvariables aren't automatically retained

        // so we'dbetter make sure we have a reference we can keep

        stringValue= [[textField stringValue] copy];

});

[stringValue autorelease];

// use stringValue in the background now