[iOS学习]多线程之NSOperation和GCD

1、NSOperation

NSOperation是一个抽象类，我们在使用时，使用NSOperation的子类而不去使用其本身。在实际开发中使用NSOperation时，常常和NSOperationQueue（线程队列）搭配来做多线程开发，采用NSOperation的子类指定一个操作，把这个操作放到线程队列（NSOperationQueue）中，让线程队列安排他的生命周期。NSOperation也可以进行手动管理，具体使用需要根据具体情况来决定。不过在开发中，我们一般都会使用线程队列来管理线程。

与NSThread的区别:
1. NSThread需要启动，也就是说需要费心管理线程的生命周期。而采用NSOperation方式只需要将线程放到线程队列中即可，线程队列负责管理、执行所有的线程操作。
2. 可以通过NSOperationQueue来管理NSOperation线程的最大并发数，也就是同时执行任务的个数。
3. 可以给线程设置依赖关系，从而达到让线程按照设定顺序执行的效果
4. 可以通过线程队列进行对线程的暂停、恢复、取消

NSOperationQueue线程队列分为主队列和子队列，在主队列中的任务会在主线程中执行，在子队列中的任务会在子线程中执行。

NSOperation的使用

1.NSInvocationOperation的创建和使用

- (void)method_InvocationOperation{
#pragma mark -NSInvocationOperation和NSOperationQueue搭配进行多线程开发-

//1.创建线程
NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(action) object:nil];

//2.创建线程队列
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];

//3.把线程放在线程队列中
[queue addOperation:invocationOperation];
}

//子线程的方法
- (void)action{
//子线程执行的内容
}

2.NSBlockOperation

- (void)method_BlockOperation{
#pragma mark -NSBlockOperation和NSOperationQueue搭配-

//1.创建线程
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//block里面是子线程执行的内容
}];

//2.创建线程队列
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];

//3.把线程放在线程队列中
[queue addOperation:blockOperation];

}

3.自定义线程

- (void)method_customOperation{
#pragma mark -用自定义的NSOperation的类和NSOperationQueue搭配-

//1.创建自定义线程操作，在类中重写main方法，在main方法中指定要进行的操作
CustomOperation *customOperation = [[CustomOperation alloc]initWithImageView:imageView];

//2.创建线程队列
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];

//3.把线程放在线程队列中
[queue addOperation:customOperation];

}

//这个是重写的自定义NSOperation类中的main方法
- (void)main{

//在自定义operation中访问不到主线程的自动释放池  需要手动创建一个自动释放池
@autoreleasepool {
//在自动释放池里执行子线程的任务
}

}

关于NSOperation类的一些其它的方法和属性

//这两个方法用于NSOperation的手动管理
- (void)start;
- (void)main;

@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
- (void)cancel;

@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;//线程是否正在执行
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;//线程是否已经结束
@property (readonly, getter=isAsynchronous) BOOL asynchronous;//线程是否异步
@property (readonly, getter=isReady) BOOL ready;//线程是否准备好

//下面两个方法用于添加和移除线程之间的依赖关系
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;

//与本线程有依赖关系的所有数组
@property (readonly, copy) NSArray<NSOperation *> *dependencies;

//在线程队列中的优先级,是一个枚举
@property NSOperationQueuePriority queuePriority;

//线程执行的内容
@property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void);

//等待直到完成
- (void)waitUntilFinished;

//线程优先级
@property double threadPriority;

//NSOperationQueue相关

//向队列中添加一个线程
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;

//向线程中添加几个线程，是否等待当前线程执行完毕
- (void)addOperations:(NSArray<NSOperation *> *)ops waitUntilFinished:(BOOL)wait;

//向线程中添加一个线程,block中是线程执行的任务
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

//队列中所有的线程
@property (readonly, copy) NSArray<__kindof NSOperation *> *operations;

//队列中线程的个数
@property (readonly) NSUInteger operationCount;

//队列最大并发线程数
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;

//队列的暂停状态
@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;

//取消队列中所有的线程
- (void)cancelAllOperations;

//等待队列中所有线程执行完毕
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;

//current获取当前队列 main获取主队列
+ (nullable NSOperationQueue *)currentQueue;
+ (NSOperationQueue *)mainQueue;

2、GCD

GCD全称是Grand Central Dispath，纯C语言编写，提供非常多强大的函数，是目前苹果官网推荐的多线程开发方法，NSOperation便是机遇GCD的封装。

GCD的优势所在

为多核的并行运算提出了解决方案，GCD会自动利用更多的CPU内核，比如双核、四核，GCD自动管理线程的生命周期（创建线程，调度任务，销毁线程），程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

GCD中有两个核心概念

1.任务：执行什么操作

2.队列：用来存放操作

队列可以分为两大类型

1.串行队列（Serial Dispatch Queue）：只有一个线程，加入到队列中的操作按添加顺序依次执行，一个任务执行完毕以后，才能执行下一个任务。

2.并发队列（Concurrent Dispatch Queue）：可以有多个线程，操作进来以后他会将这些线程安排在可用的处理器上，同时保证先进来的任务优先处理。

3.还有一个特殊的队列就是主队列，主队列中永远只有一个线程－主线程，用来执行主线程的操作任务

采用GCD做多线程，可以抽象为两步

1.找到队列（主队列、串行队列或并行队列）

2.在队列中用同步或者异步的方式执行任务

执行队列中任务的两种方式

1.同步：只能在当前线程执行任务，不具备开启新线程的能力

2.异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

GCD创建的线程任务有四种执行方式

- (void)func_serialSync{
#pragma mark -串行同步-
/**
*  1.找到队列
*
*  @param "serial"              队列的名字
*  @param DISPATCH_QUEUE_SERIAL 队列的类型
*         DISPATCH_QUEUE_SERIAL是串行队列
*         DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT是并行队列
*  @return 队列
*/
dispatch_queue_t serialQueue =  dispatch_queue_create("serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

/**
*  2.给队列指定任务，asyn是异步，syn是同步
*
*  @param queue#> 任务执行的队列 description#>
*  @param void    执行的操作block
*
*  @return void
*/
dispatch_sync(serialQueue, ^{
//线程执行的任务
});
}

- (void)func_serialAsync{
#pragma mark -串行异步-

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(serialQueue, ^{
//线程执行的任务
});

}

- (void)func_concurrentSync{
#pragma mark -并行同步-

dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
//线程执行的任务
});
}

- (void)func_concurrentAsync{
#pragma mark -并行异步-

dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(concurrentQueue, ^{
//线程执行的任务
});
}

一些其它的方法

//获取主队列
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

/**
*  获取系统的全局并行队列
*
*  @param 0 优先级
*  @param 0 保留参数
*
*  @return 全局并行队列
*/
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

关于在多线程中数据操作安全性的考虑

在多线程中进行数据操作时，稍不注意就会出现这样呢样的情况，使得数据的安全性无法得到保障，这时我们就可以使用线程锁来使数据更加安全。

//1.

//创建线程锁对象
NSLock *lock = [NSLock new];

[lock lock];
//这里放需要加线程锁的代码
[lock unlock];

//2.

@synchronized(self) {
//着里面放需要加线程锁的代码
}