參考：http://ios.jobbole.com/83804/

多線程是程式開發中非常基礎的一個概念，大家在開發過程中應該或多或少用過相關的東西。同時這恰恰又是一個比較棘手的概念，一切跟多線程挂鈎的東西都會變得複雜。如果使用過程中對多線程不夠熟悉，很可能會埋下一些難以預料的坑。

iOS中的多線程技術主要有NSThread, GCD和NSOperation。他們的封裝層次依次遞增，其中

NSThread封裝性最差，最偏向于底層，主要基于thread使用
GCD是基于C的API，直接使用比較友善，主要基于task使用
NSOperation是基于GCD封裝的NSObject對象，對于複雜的多線程項目使用比較友善，主要基于隊列使用

這篇文章是這個多線程系列的第一篇，主要介紹NSThread, NSThread是上面三項技術中唯一基于thread的，每一個NSThread對象代表着一個線程，了解NSThread更有利于了解多線程的含義

多線程的概念

曾經面試的時候被問到過什麼是線程和程序？當時感覺自己似乎知道這是什麼東西，但是比劃了半天就是說不上來

根據Apple官方的定義：

The term thread is used to refer to a separate path of execution for code.
The term process is used to refer to a running executable, which can encompass multiple threads.

線程用于指代一個獨立執行的代碼路徑
程序用于指代一個可執行程式，他可以包含多個線程

當一個可執行程式中擁有多個獨立執行的代碼路徑的時候，這就叫做多線程

多線程：NSThread 多線程的概念 NSThread API NSThread執行個體

NSThread API

線程建立

對于NSThread來說，每一個對象就代表着一個線程，NSThread提供了2種建立線程的方法:

+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument;
- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

detach方法直接建立并啟動一個線程去Selector，由于沒有傳回值，如果需要擷取新建立的Thread，需要在執行的Selector中調用 -[NSThread currentThread] 擷取
init方法初始化線程并傳回，線程的入口函數由Selector傳入。線程建立出來之後需要手動調用 -start 方法啟動

線程操作

建立好線程之後當然需要對線程進行操作，NSThread給線程提供的主要操作方法有啟動，睡眠，取消，退出

啟動

我們使用init方法将線程建立出來之後，線程并不會立即運作，隻有我們手動調用

-start

方法才會啟動線程

- (void)start NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

這裡要注意的是：部分線程屬性需要在啟動前設定，線程啟動之後再設定會無效。如

qualityOfService

屬性

睡眠

NSThread提供了2個讓線程睡眠的方法，一個是根據NSDate傳入睡眠時間，一個是直接傳入NSTimeInterval

+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

看到

sleepUntilDate:

大家可能會想起runloop的

runUntilDate:

。他們都有阻塞線程的效果，但是阻塞之後的行為又有不一樣的地方，使用的時候，我們需要根據具體需求選擇合适的API。

sleepUntilDate: 相當于執行一個sleep的任務。在執行過程中，即使有其他任務傳入runloop，runloop也不會立即響應，必須sleep任務完成之後，才會響應其他任務
runUntilDate: 雖然會阻塞線程，阻塞過程中并不妨礙新任務的執行。當有新任務的時候，會先執行接收到的新任務，新任務執行完之後，如果時間到了，再繼續執行 runUntilDate: 之後的代碼

取消

對于線程的取消，NSThread提供了一個取消的方法和一個屬性

@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 
- (void)cancel NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

不過大家千萬不要被它的名字迷惑，調用

-cancel

方法并不會立刻取消線程，它僅僅是将

cancelled

屬性設定為YES。

cancelled

也僅僅是一個用于記錄狀态的屬性。線程取消的功能需要我們在main函數中自己實作

要實作取消的功能，我們需要自己線上程的main函數中定期檢查

isCancelled

狀态來判斷線程是否需要退出，當

isCancelled

為YES的時候，我們手動退出。如果我們沒有在main函數中檢查

isCancelled

狀态，那麼調用

-cancel

将沒有任何意義

退出

與充滿不确定性的

-cancel

相比，

-exit

函數可以讓線程立即退出。

+ (void)exit;

-exit

屬于核彈級别終極API，調用之後會立即終止線程，即使任務還沒有執行完成也會中斷。這就非常有可能導緻記憶體洩露等嚴重問題，是以一般不推薦使用。

對于有runloop的線程，可以使用 CFRunLoopStop() 結束runloop配合 -cancel
結束線程

[2016.1.19更新] 感謝@NSHYJ的提醒。runloop啟動的方法中
run 和 runUntilDate: 都無法使用 CFRunLoopStop() 退出，隻有 runMode:beforeDate: 可以響應 CFRunLoopStop() ，是以要想使用 CFRunLoopStop() 退出runloop，必須使用 runMode:beforeDate: 啟動

線程通訊

線程準備好之後，經常需要從主線程把耗時的任務丢給輔助線程，當任務完成之後輔助線程再把結果傳回主線程傳，這些線程通訊一般用的都是perform方法

//①
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array; 
//②
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; 
 
//③
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
//④
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

①：将selector丢給主線程執行，可以指定runloop mode
②：将selector丢給主線程執行，runloop mode預設為common mode
③：将selector丢個指定線程執行，可以指定runloop mode
④：将selector丢個指定線程執行，runloop mode預設為default mode

是以我們一般用③④方法将任務丢給輔助線程，任務執行完成之後再使用①②方法将結果傳回主線程。

注意：perform方法隻對擁有runloop的線程有效，如果建立的線程沒有添加runloop，perform的selector将無法執行。

線程優先級

每個線程的緊急程度是不一樣的，有的線程中任務你也許希望盡快執行，有的線程中任務也許并不是那麼緊急，是以線程需要有優先級。優先級高線程中的任務會比優先級低的線程先執行

NSThread有4個優先級的API

+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
 
@property double threadPriority NS_AVAILABLE(10_6, 4_0); // To be deprecated; use qualityOfService below
 
@property NSQualityOfService qualityOfService NS_AVAILABLE(10_10, 8_0); // read-only after the thread is started

前2個是類方法，用于設定和擷取目前線程的優先級
threadPriority屬性可以通過對象設定和擷取優先級
由于線程優先級是一個比較抽線的東西，沒人能知道0.5和0.6到底有多大差別，是以iOS8之後新增了qualityOfService枚舉屬性，大家可以通過枚舉值設定優先級

typedef NS_ENUM(NSInteger, NSQualityOfService) {
    NSQualityOfServiceUserInteractive = 0x21,
    NSQualityOfServiceUserInitiated = 0x19,
    NSQualityOfServiceDefault = -1
    NSQualityOfServiceUtility = 0x11,
    NSQualityOfServiceBackground = 0x09,
}

NSQualityOfService主要有5個枚舉值，優先級别從高到低排布：

NSQualityOfServiceUserInteractive：最高優先級，主要用于提供互動UI的操作，比如處理點選事件，繪制圖像到螢幕上
NSQualityOfServiceUserInitiated：次高優先級，主要用于執行需要立即傳回的任務
NSQualityOfServiceDefault：預設優先級，當沒有設定優先級的時候，線程預設優先級
NSQualityOfServiceUtility：普通優先級，主要用于不需要立即傳回的任務
NSQualityOfServiceBackground：背景優先級，用于完全不緊急的任務

一般主線程和沒有設定優先級的線程都是預設優先級

主線程和目前線程

NSThread也提供了非常友善的擷取和判斷主線程的API

@property (readonly) BOOL isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
+ (BOOL)isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0); // reports whether current thread is main
+ (NSThread *)mainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

isMainThread：判斷目前線程是否是主線程
mainThread：擷取主線程的thread

除了擷取主線程，我們也可以使用

-currentThread

擷取目前線程

+ (NSThread *)currentThread;

線程通知

NSThread有三個線程相關的通知

NSString * const NSWillBecomeMultiThreadedNotification;
NSString * const NSDidBecomeSingleThreadedNotification;
NSString * const NSThreadWillExitNotification;

NSWillBecomeMultiThreadedNotification：由目前線程派生出第一個其他線程時發送，一般一個線程隻發送一次
NSDidBecomeSingleThreadedNotification：這個通知目前沒有實際意義，可以忽略
NSThreadWillExitNotification線程退出之前發送這個通知

NSThread執行個體

隻看API畢竟比較抽象，下面我用一個例子給大家展示NSThread的使用方法

線程建立

我們首先來建立一個線程，并用self.thread持有，以便後面操作線程和線程通訊使用

self.thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadMain) object:nil]; // ①建立線程
self.thread.qualityOfService = NSQualityOfServiceDefault; //②設定線程優先級
[self.thread start]; //③啟動線程

①：建立線程，并指定入口main函數為 -threadMain
②：設定線程的優先級，qualityOfService屬性必須線上程啟動之前設定，啟動之後将無法再設定
③：調用 start 方法啟動線程。

由于線程的建立和銷毀非常消耗性能，大多情況下，我們需要複用一個長期運作的線程來執行任務。

線上程啟動之後會首先執行

-threadMain

，正常情況下threadMain方法執行結束之後，線程就會退出。為了線程可以長期複用接收消息，我們需要在threadMain中給thread添加runloop

- (void)threadMain {
    [[NSThread currentThread] setName:@"myThread"]; // ①給線程設定名字
    NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];    // ②給線程添加runloop
    [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];   //③給runloop添加資料源
    while (![[NSThread currentThread] isCancelled]) {           //④：檢查isCancelled
        [runLoop runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];  //⑤啟動runloop
    }
}

①：設定線程的名字，這一步不是必須的，主要是為了debug的時候更友善，可以直接看出這是哪個線程
②：自定義的線程預設是沒有runloop的，調用 -currentRunLoop ，方法内部會為線程建立runloop
③：如果沒有資料源，runloop會在啟動之後會立刻退出。是以需要給runloop添加一個資料源，這裡添加的是NSPort資料源
④：定期檢查isCancelled，當外部調用 -cancel 方法将isCancelled置為YES的時候，線程可以退出
⑤：啟動runloop

線程通訊

線程建立好了之後我們就可以給線程丢任務了，當我們有一個需要比較耗時的任務的時候，我們可以調用perform方法将task丢給這個線程。

[self performSelector:@selector(threadTask) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO]

結束線程

當我們想要結束線程的時候，我們可以使用

CFRunLoopStop()

配合

-cancel

來結束線程。

- (void)cancelThread
{
    [[NSThread currentThread] cancel];
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}

不過這個方法必須在self.thread線程下調用。如果目前是主線程。可以perform到self.thread下調用這個方法結束線程

多線程：NSThread 多線程的概念 NSThread API NSThread執行個體

多線程的概念

NSThread API

線程建立

線程操作

啟動

睡眠

取消

退出

線程通訊

線程優先級

主線程和目前線程

線程通知

NSThread執行個體

線程建立

線程通訊

結束線程

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