线程基本概念

线程（thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈（call stack），自己的寄存器环境（register context），自己的线程本地存储（thread-local storage）。
线程的状态：

  • 新生态（New Thread）
  • 可运行态（Runnable）
  • 阻塞/非运行态（Not Runnable）
  • 死亡态（Dead）

死锁：
是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

死锁条件：

  1. 互斥条件：所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。
  2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件:进程已获得资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

创建线程的开销

多线程的代价及上下文切换

pThread

POSIX线程（POSIX Threads，常被缩写为Pthreads）是POSIX的线程标准，跨平台，适用于多种操作系统（类Unix操作系统中，都使用Pthreads作为操作系统的线程，Windows操作系统也有其移植版pthreads-win32），可移植性强，是一套纯C语言的通用API，且线程的生命周期需要程序员自己管理，使用难度较大，所以在实际开发中通常不使用。
Pthreads API中大致共有100个函数调用，全都以”pthread_”开头，并可以分为四类：

  • 线程管理，例如创建线程，等待(join)线程，查询线程状态等。
  • 互斥锁（Mutex）：创建、摧毁、锁定、解锁、设置属性等操作。
  • 条件变量（Condition Variable）：创建、摧毁、等待、通知、设置与查询属性等操作。
  • 使用了互斥锁的线程间的同步管理。

pThread在实际开发中基本不使用，所以大概了解下就好了。

NSThread

GCD

dispatch_barrier_async&dispatch_barrier_sync

在队列中，barrier块必须单独执行，不能与其他block并行。这只对并发队列有意义，并发队列如果发现接下来要执行的block是个barrier block，那么就一直要等到当前所有并发的block都执行完毕，才会单独执行这个barrier block代码块，等到这个barrier block执行完毕，再继续正常处理其他并发block。

async, sync两者区别在于async将自己的任务插入队列后, 不用等待自己的任务结束, 继续把后面的任务插入队列, 然后等待自己的任务运行结束才执行后面的任务, sync将自己的任务插入队列后，需要等待自己的任务运行结束才能将后面的任务插入队列。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
#import <Foundation/Foundation.h>
 
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
 
 
#import "Person.h"
 
@interface Person ()
@end
 
static NSString *_name;
static dispatch_queue_t _concurrentQueue;
@implementation Person
- (instancetype)init
{
    if (self = [super init]) {
       _concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.person.syncQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    }
    return self;
}
- (void)setName:(NSString *)name
{
    dispatch_barrier_async(_concurrentQueue, ^{
        _name = [name copy];
    });
}
- (NSString *)name
{
    __block NSString *tempName;
    dispatch_sync(_concurrentQueue, ^{
        tempName = _name;
    });
    return tempName;
}
@end

NSOperation

NSOperation默认是非并发的，当你调用-[NSOperation start]方法时，该方法会等任务结束才会返回；
并发的NSOperation是指,当你调用-[NSOperation start]后，NSOperation会在非当前线程(建立一个NSThread，或是dispatch async等)执行任务，并在任务结束之前就返回;

需要注意的是，并发行为都需要你自己实现，若要实现并发，你需要做很多额外的工作：

  1. 你需要创建一个subclass；
  2. 除了重载main方法，实现并发你还需要至少重载；start,isConcurrent,isExecuting,isFinished四个方法；
  3. 在start里，创建Thread或者调用一个异步函数；
  4. 更新isExecuting，并且发送相应KVO消息；
  5. 任务结束后，你还得更新isExecuting和isFinished，发送相应KVO消息。
    实现一个并发的NSOperation比较少见，具体如何实现，可以读读文档: NSOperation Class Reference

大多数情况下NSOperation都设计成非并发，这样实现起来会简单很多;
并且，一般会配合NSOperationQueue使用，由NSOperationQueue来负责执行NSOperation，而非直接调用-[NSOperation start]。

若有复杂任务需要并发执行，一般也是拆成多个NSOperation，由NSOperationQueue来并发的执行多个NSOperation。

参考:
关于iOS多线程，你看我就够了
dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async
iOS开发：深入理解GCD 第二篇（dispatch_group、dispatch_barrier、基于线程安全的多读单写）
NSOperation的并发和非并发有什么区别呀？