目的
本文主要是分享iOS多執行緒的相關內容，為了更系統的講解，將分為以下7個方面來展開描述。
- 多執行緒的基本概念
- 執行緒的狀態與生命週期
- 多執行緒的四種解決方案：pthread，NSThread，GCD，NSOperation
- 執行緒安全問題
- NSThread的使用
- GCD的理解與使用
- NSOperation的理解與使用
Demo 在這裡：WHMultiThreadDemo
Demo的執行gif圖如下：
一、多執行緒的基本概念
程式：可以理解成一個執行中的應用程式，是系統進行資源分配和排程的基本單位，是作業系統結構的基礎，主要管理資源。
執行緒：是程式的基本執行單元，一個程式對應多個執行緒。
主執行緒：處理UI，所有更新UI的操作都必須在主執行緒上執行。不要把耗時操作放在主執行緒，會卡介面。
多執行緒：在同一時刻，一個CPU只能處理1條執行緒，但CPU可以在多條執行緒之間快速的切換，只要切換的足夠快，就造成了多執行緒一同執行的假象。
執行緒就像火車的一節車廂，程式則是火車。車廂（執行緒）離開火車（程式）是無法跑動的，而火車（程式）至少有一節車廂（主執行緒）。多執行緒可以看做多個車廂，它的出現是為了提高效率。
多執行緒是通過提高資源使用率來提高系統總體的效率。
我們運用多執行緒的目的是：將耗時的操作放在後臺執行！
二、執行緒的狀態與生命週期
執行緒的生命週期是：新建 - 就緒 - 執行 - 阻塞 - 死亡
下面分別闡述執行緒生命週期中的每一步
新建：例項化執行緒物件
就緒：向執行緒物件傳送start訊息，執行緒物件被加入可排程執行緒池等待CPU排程。
執行：CPU 負責排程可排程執行緒池中執行緒的執行。執行緒執行完成之前，狀態可能會在就緒和執行之間來回切換。就緒和執行之間的狀態變化由CPU負責，程式設計師不能干預。
阻塞：當滿足某個預定條件時，可以使用休眠或鎖，阻塞執行緒執行。sleepForTimeInterval（休眠指定時長），sleepUntilDate（休眠到指定日期），@synchronized(self)：（互斥鎖）。
死亡：正常死亡，執行緒執行完畢。非正常死亡，當滿足某個條件後，線上程內部中止執行/在主執行緒中止執行緒物件
還有執行緒的exit和cancel
[NSThread exit]：一旦強行終止執行緒，後續的所有程式碼都不會被執行。
[thread cancel]取消：並不會直接取消執行緒，只是給執行緒物件新增 isCancelled 標記。
三、多執行緒的四種解決方案
多執行緒的四種解決方案分別是：pthread，NSThread，GCD， NSOperation。
pthread：運用C語言，是一套通用的API，可跨平臺Unix/Linux/Windows。執行緒的生命週期由程式設計師管理。
NSThread：物件導向，可直接操作執行緒物件。執行緒的生命週期由程式設計師管理。
GCD：代替NSThread，可以充分利用裝置的多核，自動管理執行緒生命週期。
NSOperation：底層是GCD，比GCD多了一些方法，更加物件導向，自動管理執行緒生命週期。
四、執行緒安全問題
當多個執行緒訪問同一塊資源時，很容易引發資料錯亂和資料安全問題。就好比幾個人在同一時修改同一個表格，造成資料的錯亂。
解決多執行緒安全問題的方法
方法一：互斥鎖（同步鎖）
@synchronized(鎖物件) { // 需要鎖定的程式碼 }複製程式碼判斷的時候鎖物件要存在，如果程式碼中只有一個地方需要加鎖，大多都使用self作為鎖物件，這樣可以避免單獨再建立一個鎖物件。
加了互斥做的程式碼，當新執行緒訪問時，如果發現其他執行緒正在執行鎖定的程式碼，新執行緒就會進入休眠。方法二：自旋鎖
加了自旋鎖，當新執行緒訪問程式碼時，如果發現有其他執行緒正在鎖定程式碼，新執行緒會用死迴圈的方式，一直等待鎖定的程式碼執行完成。相當於不停嘗試執行程式碼，比較消耗效能。
屬性修飾atomic本身就有一把自旋鎖。
下面說一下屬性修飾nonatomic 和 atomic
nonatomic 非原子屬性,同一時間可以有很多執行緒讀和寫
atomic 原子屬性(執行緒安全)，保證同一時間只有一個執行緒能夠寫入(但是同一個時間多個執行緒都可以取值)，atomic 本身就有一把鎖(自旋鎖)
atomic：執行緒安全，需要消耗大量的資源
nonatomic：非執行緒安全，不過效率更高，一般使用nonatomic複製程式碼五、NSThread的使用
No.1：NSThread建立執行緒
NSThread有三種建立方式：
- init方式
- detachNewThreadSelector建立好之後自動啟動
- performSelectorInBackground建立好之後也是直接啟動
/** 方法一，需要start */
NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething1:) object:@"NSThread1"];
// 執行緒加入執行緒池等待CPU排程，時間很快，幾乎是立刻執行
[thread1 start];
/** 方法二，建立好之後自動啟動 */
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(doSomething2:) toTarget:self withObject:@"NSThread2"];
/** 方法三，隱式建立，直接啟動 */
[self performSelectorInBackground:@selector(doSomething3:) withObject:@"NSThread3"];
- (void)doSomething1:(NSObject *)object {
// 傳遞過來的引數
NSLog(@"%@",object);
NSLog(@"doSomething1：%@",[NSThread currentThread]);
}
- (void)doSomething2:(NSObject *)object {
NSLog(@"%@",object);
NSLog(@"doSomething2：%@",[NSThread currentThread]);
}
- (void)doSomething3:(NSObject *)object {
NSLog(@"%@",object);
NSLog(@"doSomething3：%@",[NSThread currentThread]);
}複製程式碼No.2：NSThread的類方法
- 返回當前執行緒
// 當前執行緒
[NSThread currentThread];
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
// 如果number=1，則表示在主執行緒，否則是子執行緒
列印結果：<NSThread: 0x608000261380>{number = 1, name = main}複製程式碼- 阻塞休眠
//休眠多久
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
//休眠到指定時間
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate date]];複製程式碼- 類方法補充
//退出執行緒
[NSThread exit];
//判斷當前執行緒是否為主執行緒
[NSThread isMainThread];
//判斷當前執行緒是否是多執行緒
[NSThread isMultiThreaded];
//主執行緒的物件
NSThread *mainThread = [NSThread mainThread];複製程式碼No.3：NSThread的一些屬性
//執行緒是否在執行
thread.isExecuting;
//執行緒是否被取消
thread.isCancelled;
//執行緒是否完成
thread.isFinished;
//是否是主執行緒
thread.isMainThread;
//執行緒的優先順序，取值範圍0.0到1.0，預設優先順序0.5，1.0表示最高優先順序，優先順序高，CPU排程的頻率高
thread.threadPriority;複製程式碼Demo：WHMultiThreadDemo
六、GCD的理解與使用
No.1：GCD的特點
GCD會自動利用更多的CPU核心
GCD自動管理執行緒的生命週期（建立執行緒，排程任務，銷燬執行緒等）
程式設計師只需要告訴 GCD 想要如何執行什麼任務，不需要編寫任何執行緒管理程式碼
No.2：GCD的基本概念
任務（block）：任務就是將要線上程中執行的程式碼，將這段程式碼用block封裝好，然後將這個任務新增到指定的執行方式（同步執行和非同步執行），等待CPU從佇列中取出任務放到對應的執行緒中執行。
同步（sync）：一個接著一個，前一個沒有執行完，後面不能執行，不開執行緒。
非同步（async）：開啟多個新執行緒，任務同一時間可以一起執行。非同步是多執行緒的代名詞
佇列：裝載執行緒任務的隊形結構。(系統以先進先出的方式排程佇列中的任務執行)。在GCD中有兩種佇列：序列佇列和併發佇列。
併發佇列：執行緒可以同時一起進行執行。實際上是CPU在多條執行緒之間快速的切換。（併發功能只有在非同步（dispatch_async）函式下才有效）
序列佇列：執行緒只能依次有序的執行。
GCD總結：將任務(要線上程中執行的操作block)新增到佇列(自己建立或使用全域性併發佇列)，並且指定執行任務的方式(非同步dispatch_async，同步dispatch_sync)
No.3：佇列的建立方法
- 使用dispatch_queue_create來建立佇列物件，傳入兩個引數，第一個參數列示佇列的唯一識別符號，可為空。第二個引數用來表示序列佇列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）或併發佇列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）。
// 序列佇列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 併發佇列 dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);複製程式碼
主佇列：主佇列負責在主執行緒上排程任務，如果在主執行緒上已經有任務正在執行，主佇列會等到主執行緒空閒後再排程任務。通常是返回主執行緒更新UI的時候使用。dispatch_get_main_queue()
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 耗時操作放在這裡 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 回到主執行緒進行UI操作 }); });複製程式碼- 全域性併發佇列：全域性併發佇列是就是一個併發佇列，是為了讓我們更方便的使用多執行緒。dispatch_get_global_queue(0, 0)
//全域性併發佇列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //全域性併發佇列的優先順序 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高優先順序 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 預設（中）優先順序 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低優先順序 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 後臺優先順序 //iOS8開始使用服務質量，現在獲取全域性併發佇列時，可以直接傳0 dispatch_get_global_queue(0, 0);複製程式碼
No.4：同步/非同步/任務、建立方式
同步（sync）使用dispatch_sync來表示。
非同步（async）使用dispatch_async。
任務就是將要線上程中執行的程式碼，將這段程式碼用block封裝好。
程式碼如下：
// 同步執行任務
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任務放在這個block裡
NSLog(@"我是同步執行的任務");
});
// 非同步執行任務
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任務放在這個block裡
NSLog(@"我是非同步執行的任務");
});複製程式碼Demo：WHMultiThreadDemo
No.5：GCD的使用
由於有多種佇列（序列/併發/主佇列）和兩種執行方式（同步/非同步），所以他們之間可以有多種組合方式。
序列同步
序列非同步
併發同步
併發非同步
主佇列同步
主佇列非同步
- 序列同步
執行完一個任務，再執行下一個任務。不開啟新執行緒。
/** 序列同步 */
- (void)syncSerial {
NSLog(@"\n\n**************序列同步***************\n\n");
// 序列佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 同步執行
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼輸入結果為順序執行，都在主執行緒：
序列同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
序列同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}複製程式碼- 序列非同步
開啟新執行緒，但因為任務是序列的，所以還是按順序執行任務。
/** 序列非同步 */
- (void)asyncSerial {
NSLog(@"\n\n**************序列非同步***************\n\n");
// 序列佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 同步執行
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列非同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列非同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"序列非同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼輸入結果為順序執行，有不同執行緒：
序列非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步2 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步2 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步2 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步3 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步3 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
序列非同步3 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}複製程式碼- 併發同步
因為是同步的，所以執行完一個任務，再執行下一個任務。不會開啟新執行緒。
/** 併發同步 */
- (void)syncConcurrent {
NSLog(@"\n\n**************併發同步***************\n\n");
// 併發佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 同步執行
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼輸入結果為順序執行，都在主執行緒：
併發同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
併發同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}複製程式碼- 併發非同步
任務交替執行，開啟多執行緒。
/** 併發非同步 */
- (void)asyncConcurrent {
NSLog(@"\n\n**************併發非同步***************\n\n");
// 併發佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 同步執行
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發非同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發非同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"併發非同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼輸入結果為無序執行，有多條執行緒：
併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
併發非同步2 <NSThread: 0x60000026dc80>{number = 4, name = (null)}
併發非同步3 <NSThread: 0x60800026ab40>{number = 5, name = (null)}
併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
併發非同步2 <NSThread: 0x60000026dc80>{number = 4, name = (null)}
併發非同步3 <NSThread: 0x60800026ab40>{number = 5, name = (null)}
併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
併發非同步2 <NSThread: 0x60000026dc80>{number = 4, name = (null)}
併發非同步3 <NSThread: 0x60800026ab40>{number = 5, name = (null)}複製程式碼- 主佇列同步
如果在主執行緒中運用這種方式，則會發生死鎖，程式崩潰。
/** 主佇列同步 */
- (void)syncMain {
NSLog(@"\n\n**************主佇列同步，放到主執行緒會死鎖***************\n\n");
// 主佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼主佇列同步造成死鎖的原因：
如果在主執行緒中運用主佇列同步，也就是把任務放到了主執行緒的佇列中。
而同步對於任務是立刻執行的，那麼當把第一個任務放進主佇列時，它就會立馬執行。
可是主執行緒現在正在處理syncMain方法，任務需要等syncMain執行完才能執行。
syncMain執行到第一個任務的時候，又要等第一個任務執行完才能往下執行第二個和第三個任務。
這樣syncMain方法和第一個任務就開始了互相等待，形成了死鎖。
- 主佇列非同步
在主執行緒中任務按順序執行。
/** 主佇列非同步 */
- (void)asyncMain {
NSLog(@"\n\n**************主佇列非同步***************\n\n");
// 主佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列非同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列非同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"主佇列非同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼輸入結果為在主執行緒中按順序執行：
主佇列非同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步1 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步2 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
主佇列非同步3 <NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}複製程式碼- GCD執行緒之間的通訊
開發中需要在主執行緒上進行UI的相關操作，通常會把一些耗時的操作放在其他執行緒，比如說圖片檔案下載等耗時操作。
當完成了耗時操作之後，需要回到主執行緒進行UI的處理，這裡就用到了執行緒之間的通訊。
- (IBAction)communicationBetweenThread:(id)sender {
// 非同步
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 耗時操作放在這裡，例如下載圖片。（運用執行緒休眠兩秒來模擬耗時操作）
[NSThread sleepForTimeInterval:2];
NSString *picURLStr = @"http://www.bangmangxuan.net/uploads/allimg/160320/74-160320130500.jpg";
NSURL *picURL = [NSURL URLWithString:picURLStr];
NSData *picData = [NSData dataWithContentsOfURL:picURL];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:picData];
// 回到主執行緒處理UI
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 在主執行緒上新增圖片
self.imageView.image = image;
});
});
}複製程式碼上面的程式碼是在新開的執行緒中進行圖片的下載，下載完成之後回到主執行緒顯示圖片。
- GCD柵欄
當任務需要非同步進行，但是這些任務需要分成兩組來執行，第一組完成之後才能進行第二組的操作。這時候就用了到GCD的柵欄方法dispatch_barrier_async。
- (IBAction)barrierGCD:(id)sender {
// 併發佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 非同步執行
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"柵欄：併發非同步1 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"柵欄：併發非同步2 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"------------barrier------------%@", [NSThread currentThread]);
NSLog(@"******* 併發非同步執行，但是34一定在12後面 *********");
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"柵欄：併發非同步3 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"柵欄：併發非同步4 %@",[NSThread currentThread]);
}
});
}複製程式碼上面程式碼的列印結果如下，開啟了多條執行緒，所有任務都是併發非同步進行。但是第一組完成之後，才會進行第二組的操作。
柵欄：併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步2 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
柵欄：併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步2 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
柵欄：併發非同步1 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步2 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
------------barrier------------<NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
******* 併發非同步執行，但是34一定在12後面 *********
柵欄：併發非同步4 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步3 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
柵欄：併發非同步4 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步3 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}
柵欄：併發非同步4 <NSThread: 0x60000026d740>{number = 3, name = (null)}
柵欄：併發非同步3 <NSThread: 0x60000026e480>{number = 6, name = (null)}複製程式碼- GCD延時執行
當需要等待一會再執行一段程式碼時，就可以用到這個方法了：dispatch_after。
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 5秒後非同步執行
NSLog(@"我已經等待了5秒！");
});複製程式碼- GCD實現程式碼只執行一次
使用dispatch_once能保證某段程式碼在程式執行過程中只被執行1次。可以用來設計單例。
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"程式執行過程中我只執行了一次！");
});複製程式碼- GCD快速迭代
GCD有一個快速迭代的方法dispatch_apply，dispatch_apply可以同時遍歷多個數字。
- (IBAction)applyGCD:(id)sender {
NSLog(@"\n\n************** GCD快速迭代 ***************\n\n");
// 併發佇列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
// dispatch_apply幾乎同時遍歷多個數字
dispatch_apply(7, queue, ^(size_t index) {
NSLog(@"dispatch_apply：%zd======%@",index, [NSThread currentThread]);
});
}複製程式碼列印結果如下：
dispatch_apply：0======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：1======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：2======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：3======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：4======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：5======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}
dispatch_apply：6======<NSThread: 0x60000007c500>{number = 1, name = main}複製程式碼- GCD佇列組
非同步執行幾個耗時操作，當這幾個操作都完成之後再回到主執行緒進行操作，就可以用到佇列組了。
佇列組有下面幾個特點：
所有的任務會併發的執行(不按序)。
所有的非同步函式都新增到佇列中，然後再納入佇列組的監聽範圍。
使用dispatch_group_notify函式，來監聽上面的任務是否完成，如果完成, 就會呼叫這個方法。
佇列組示例程式碼：
- (void)testGroup {
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"佇列組：有一個耗時操作完成！");
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"佇列組：有一個耗時操作完成！");
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"佇列組：前面的耗時操作都完成了，回到主執行緒進行相關操作");
});
}複製程式碼列印結果如下：
佇列組：有一個耗時操作完成！
佇列組：有一個耗時操作完成！
佇列組：前面的耗時操作都完成了，回到主執行緒進行相關操作複製程式碼至此，GCD的相關內容敘述完畢。下面讓我們繼續學習NSOperation。
Demo：WHMultiThreadDemo
七、NSOperation的理解與使用
No.1：NSOperation簡介
NSOperation是基於GCD之上的更高一層封裝，NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現多執行緒。
NSOperation實現多執行緒的步驟如下：
1. 建立任務：先將需要執行的操作封裝到NSOperation物件中。
2. 建立佇列：建立NSOperationQueue。
3. 將任務加入到佇列中：將NSOperation物件新增到NSOperationQueue中。複製程式碼需要注意的是，NSOperation是個抽象類，實際運用時中需要使用它的子類，有三種方式：
- 使用子類NSInvocationOperation
- 使用子類NSBlockOperation
- 定義繼承自NSOperation的子類，通過實現內部相應的方法來封裝任務。
No.2：NSOperation的三種建立方式
- NSInvocationOperation的使用
建立NSInvocationOperation物件並關聯方法，之後start。
- (void)testNSInvocationOperation {
// 建立NSInvocationOperation
NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperation) object:nil];
// 開始執行操作
[invocationOperation start];
}
- (void)invocationOperation {
NSLog(@"NSInvocationOperation包含的任務，沒有加入佇列========%@", [NSThread currentThread]);
}複製程式碼列印結果如下，得到結論：程式在主執行緒執行，沒有開啟新執行緒。
這是因為NSOperation多執行緒的使用需要配合佇列NSOperationQueue，後面會講到NSOperationQueue的使用。
NSInvocationOperation包含的任務，沒有加入佇列========<NSThread: 0x6000000783c0>{number = 1, name = main}複製程式碼- NSBlockOperation的使用
把任務放到NSBlockOperation的block中，然後start。
- (void)testNSBlockOperation {
// 把任務放到block中
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation包含的任務，沒有加入佇列========%@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation start];
}複製程式碼執行結果如下，可以看出：主執行緒執行，沒有開啟新執行緒。
同樣的，NSBlockOperation可以配合佇列NSOperationQueue來實現多執行緒。
NSBlockOperation包含的任務，沒有加入佇列========<NSThread: 0x6000000783c0>{number = 1, name = main}複製程式碼但是NSBlockOperation有一個方法addExecutionBlock:，通過這個方法可以讓NSBlockOperation實現多執行緒。
- (void)testNSBlockOperationExecution {
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation運用addExecutionBlock主任務========%@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation運用addExecutionBlock方法新增任務1========%@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation運用addExecutionBlock方法新增任務2========%@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation運用addExecutionBlock方法新增任務3========%@", [NSThread currentThread]);
}];
[blockOperation start];
}複製程式碼執行結果如下，可以看出，NSBlockOperation建立時block中的任務是在主執行緒執行，而運用addExecutionBlock加入的任務是在子執行緒執行的。
NSBlockOperation運用addExecutionBlock========<NSThread: 0x60800006ccc0>{number = 1, name = main}
addExecutionBlock方法新增任務1========<NSThread: 0x60800007ec00>{number = 3, name = (null)}
addExecutionBlock方法新增任務3========<NSThread: 0x6000002636c0>{number = 5, name = (null)}
addExecutionBlock方法新增任務2========<NSThread: 0x60800007e800>{number = 4, name = (null)}複製程式碼- 運用繼承自NSOperation的子類
首先我們定義一個繼承自NSOperation的類，然後重寫它的main方法，之後就可以使用這個子類來進行相關的操作了。
/*******************"WHOperation.h"*************************/
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface WHOperation : NSOperation
@end
/*******************"WHOperation.m"*************************/
#import "WHOperation.h"
@implementation WHOperation
- (void)main {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"NSOperation的子類WHOperation======%@",[NSThread currentThread]);
}
}
@end
/*****************回到主控制器使用WHOperation**********************/
- (void)testWHOperation {
WHOperation *operation = [[WHOperation alloc] init];
[operation start];
}複製程式碼執行結果如下，依然是在主執行緒執行。
SOperation的子類WHOperation======<NSThread: 0x608000066780>{number = 1, name = main}
NSOperation的子類WHOperation======<NSThread: 0x608000066780>{number = 1, name = main}
NSOperation的子類WHOperation======<NSThread: 0x608000066780>{number = 1, name = main}複製程式碼所以，NSOperation是需要配合佇列NSOperationQueue來實現多執行緒的。下面就來說一下佇列NSOperationQueue。
No.3：佇列NSOperationQueue
NSOperationQueue只有兩種佇列：主佇列、其他佇列。其他佇列包含了序列和併發。
主佇列的建立如下，主佇列上的任務是在主執行緒執行的。
NSOperationQueue *mainQueue = [NSOperationQueue mainQueue];複製程式碼其他佇列（非主佇列）的建立如下，加入到‘非佇列’中的任務預設就是併發，開啟多執行緒。
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];複製程式碼注意：
- 非主佇列（其他佇列）可以實現序列或並行。
- 佇列NSOperationQueue有一個引數叫做最大併發數：maxConcurrentOperationCount。
- maxConcurrentOperationCount預設為-1，直接併發執行，所以加入到‘非佇列’中的任務預設就是併發，開啟多執行緒。
- 當maxConcurrentOperationCount為1時，則表示不開執行緒，也就是序列。
- 當maxConcurrentOperationCount大於1時，進行併發執行。
- 系統對最大併發數有一個限制，所以即使程式設計師把maxConcurrentOperationCount設定的很大，系統也會自動調整。所以把最大併發數設定的很大是沒有意義的。
No.4：NSOperation + NSOperationQueue
把任務加入佇列，這才是NSOperation的常規使用方式。
- addOperation新增任務到佇列
先建立好任務，然後運用- (void)addOperation:(NSOperation *)op 方法來吧任務新增到佇列中，示例程式碼如下：
- (void)testOperationQueue {
// 建立佇列，預設併發
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 建立操作，NSInvocationOperation
NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperationAddOperation) object:nil];
// 建立操作，NSBlockOperation
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"addOperation把任務新增到佇列======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
[queue addOperation:invocationOperation];
[queue addOperation:blockOperation];
}
- (void)invocationOperationAddOperation {
NSLog(@"invocationOperation===aaddOperation把任務新增到佇列====%@", [NSThread currentThread]);
}複製程式碼執行結果如下，可以看出，任務都是在子執行緒執行的，開啟了新執行緒！
invocationOperation===addOperation把任務新增到佇列====<NSThread: 0x60800026ed00>{number = 4, name = (null)}
addOperation把任務新增到佇列======<NSThread: 0x60800026e640>{number = 3, name = (null)}
addOperation把任務新增到佇列======<NSThread: 0x60800026e640>{number = 3, name = (null)}
addOperation把任務新增到佇列======<NSThread: 0x60800026e640>{number = 3, name = (null)}複製程式碼- addOperationWithBlock新增任務到佇列
這是一個更方便的把任務新增到佇列的方法，直接把任務寫在block中，新增到任務中。
- (void)testAddOperationWithBlock {
// 建立佇列，預設併發
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 新增操作到佇列
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"addOperationWithBlock把任務新增到佇列======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
}複製程式碼執行結果如下，任務確實是在子執行緒中執行。
addOperationWithBlock把任務新增到佇列======<NSThread: 0x6000000752c0>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列======<NSThread: 0x6000000752c0>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列======<NSThread: 0x6000000752c0>{number = 3, name = (null)}複製程式碼- 運用最大併發數實現序列
上面已經說過，可以運用佇列的屬性maxConcurrentOperationCount（最大併發數）來實現序列，值需要把它設定為1就可以了，下面我們通過程式碼驗證一下。
- (void)testMaxConcurrentOperationCount {
// 建立佇列，預設併發
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 最大併發數為1，序列
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
// 最大併發數為2，併發
// queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
// 新增操作到佇列
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"addOperationWithBlock把任務新增到佇列1======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
// 新增操作到佇列
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"addOperationWithBlock把任務新增到佇列2======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
// 新增操作到佇列
[queue addOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"addOperationWithBlock把任務新增到佇列3======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
}複製程式碼執行結果如下，當最大併發數為1的時候，雖然開啟了執行緒，但是任務是順序執行的，所以實現了序列。
你可以嘗試把上面的最大併發數變為2，會發現任務就變成了併發執行。
addOperationWithBlock把任務新增到佇列1======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列1======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列1======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列2======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列2======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列2======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列3======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列3======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}
addOperationWithBlock把任務新增到佇列3======<NSThread: 0x608000068980>{number = 3, name = (null)}複製程式碼No.5：NSOperation的其他操作
- 取消佇列NSOperationQueue的所有操作，NSOperationQueue物件方法
- (void)cancelAllOperations複製程式碼- 取消NSOperation的某個操作，NSOperation物件方法
- (void)cancel複製程式碼- 使佇列暫停或繼續
// 暫停佇列
[queue setSuspended:YES];複製程式碼- 判斷佇列是否暫停
- (BOOL)isSuspended複製程式碼暫停和取消不是立刻取消當前操作，而是等當前的操作執行完之後不再進行新的操作。
No.6：NSOperation的操作依賴
NSOperation有一個非常好用的方法，就是操作依賴。可以從字面意思理解：某一個操作（operation2）依賴於另一個操作（operation1），只有當operation1執行完畢，才能執行operation2，這時，就是操作依賴大顯身手的時候了。
- (void)testAddDependency {
// 併發佇列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 操作1
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"operation1======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
// 操作2
NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"****operation2依賴於operation1，只有當operation1執行完畢，operation2才會執行****");
for (int i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@"operation2======%@", [NSThread currentThread]);
}
}];
// 使操作2依賴於操作1
[operation2 addDependency:operation1];
// 把操作加入佇列
[queue addOperation:operation1];
[queue addOperation:operation2];
}複製程式碼執行結果如下，操作2總是在操作1之後執行，成功驗證了上面的說法。
operation1======<NSThread: 0x60800026dec0>{number = 3, name = (null)}
operation1======<NSThread: 0x60800026dec0>{number = 3, name = (null)}
operation1======<NSThread: 0x60800026dec0>{number = 3, name = (null)}
****operation2依賴於operation1，只有當operation1執行完畢，operation2才會執行****
operation2======<NSThread: 0x60800026dc80>{number = 4, name = (null)}
operation2======<NSThread: 0x60800026dc80>{number = 4, name = (null)}
operation2======<NSThread: 0x60800026dc80>{number = 4, name = (null)}複製程式碼後記
本文所述的示例程式碼在這裡：WHMultiThreadDemo
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