这是我参与「第四届青训营 -IOS场」笔记创作活动的第3篇笔记

多线程基础概念

进程与线程

• 进程： 进程是程序运行的一个实例，是资源分配的最小单位，独立地运行在其受保护的内存空间
• 线程： 一个进程可以包括多个线程，线程是操作系统实施调度的最小单位
  • 线程共享进程的内存空间以及一些进程级资源
  • 每个线程有寄存器、栈、线程局部存储等私有数据

串行、并行、并发

• 串行：任务逐个有序执行，一个任务执行完毕再执行下一个任务
• 并行：多个任务在同一时刻被执行
• 并发：多个任务在同一时间段需要被执行

线程生命周期和线程调度

• 线程生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞、死亡五种状态（五状态模型、三状态模型）
• 线程调度指的是当在单个处理器上运行多个线程，操作系统需要调度这些线程轮流执行，宏观上看起来这些线程在“同时”执行。不断在处理器上切换不同线程的行为称为线程调度。

Runloop和主线程

Runloop

Runloop是事件接收和分发机制的一个实现，可以让线程在适当的时间处理任务不会退出。iOS APP中，主线程的Runloop在程序运行时就会启动，其他线程的Runloop需要手动启动。Runloop的基本作用有，保持程序持续运行、处理程序中的各种事件、节省CPU资源提高程序性能，在必要的时候线程会被唤醒进行工作，否则会进入休眠，休眠时不占用CPU。

主线程

iOS App 启动时默认会开启一条线程，称为“主线程”。主线程默认开启 RunLoop，使得主线程可以及时刷新 UI 界面和处理 UI 交互事件（如点击、滑动、拖拽等），所以主线程又称为“UI 线程”。耗时操作会妨碍主线程中的主循环的执行，从而引起 App 卡顿问题。通过多线程编程，将耗时操作放到子线程执行，在必要时再回到主线程做刷新操作，可以使程序运行更加流畅。

多线程编程的优缺点

优点：

• 能适当地提高程序的执行效率
• 能适当地提高资源利用率

缺点：

• 创建线程、线程调度都是有开销成本的，如果开启大量线程，会降低程序的性能
• 需要谨慎处理线程安全问题，增加了程序设计的复杂度

OC多线程实现方案

• pthread
• NSThread
• GCD
• NSOperation

GCD

GCD(Grand Central Dispatch), GCD是Apple提供的异步执行任务的技术之一。GCD抽象出了任务和队列的概念，开发者不需要直接操作线程（像NSThread, 只需要定义好需要执行的任务，并追加到适当的派发队列。

任务：即需要在线程中执行的代码。

队列：即先进先出的队列，开发者将任务派发到队列，按照先进先出的顺序有系统派发到合适的对列进行处理。

• 串行队列：队列中的任务在单个线程中顺序执行，执行中的任务结束后才能继续执行下一个任务
• 并发队列：队列中的任务在异步执行的情况下可以分发到多个线程同时执行