IOS 多線程原理

iPhone中的線程利用其實不是無控制的，官方給出的資料顯示iPhone OS下的主線程的堆棧大小是1M，第2個線程開始都是512KB。并且該值不能通過編譯器開關或線程API函數來更改。只有主線程有直接修改UI的能力。

1.線程概述

有些程序是1條直線，出發點到終點；有些程序是1個圓，不斷循環，直到將它切斷。直線的如簡單的Hello World，運行打印完,它的生命周期便結束了，像曇花1現那樣；圓如操作系統，1直運行直到你關機。 
1個運行著的程序就是1個進程或叫做1個任務，1個進程最少包括1個線程，線程就是程序的履行流。Mac和iOS中的程序啟動，創建好1個進程的同時， 1個線程便開始運行，這個線程叫主線程。主線程在程序中的地位和其他線程不同，它是其他線程終究的父線程，且所有界面的顯示操作即AppKit或 UIKit的操作必須在主線程進行。 
系統中的每個進程都有自己獨立的虛擬內存空間，而同1個進程中的多個線程則共用進程的內存空間。每創建1個新的線程，都需要1些內存(如每一個線程有自己的Stack空間)和消耗1定的CPU時間。另外當多個線程對同1個資源出現爭取的時候需要注意線程安全問題。

2.創建線程

創建1個新的線程就是給進程增加了1個履行流，履行流總得有要履行的代碼吧，所以新建1個線程需要提供1個函數或方法作為線程的入口。

1.使用NSThread

NSThread提供了創建線程的途徑，還可以提供了檢測當前線程是不是是主線程的方法。 使用NSThread創建1個新的線程有兩種方式：

• 1.創建1個NSThread的對象，調用其start方法。對這類方式的NSThread對象的創建，可使用1個目標對象的方法初始化1個NSThread對象，或創建1個繼承NSThread類的子類，實現其main方法，然后在直接創建這個子類的對象。
• 2.使用 detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:這個類方法創建1個線程，這個比較直接了，直接使用目標對象的方法作為線程啟動入口。

2.使用NSObject

其實NSObject直接就加入了多線程的支持，允許對象的某個方法在后臺運行。如:

3.POSIX Thread

由于Mac和iOS都是基于Darwin系統，Darwin系統的XUN內核，是基于Mach和BSD的，繼承了BSD的POSIX接口，所以可以直接使用POSIX線程的相干接口來使用線程。

創建線程的接口為 pthread_create，固然在創建之前可以通過相干函數設置好線程的屬性。以下為POSIX線程使用簡單的例子。

3.多線程進階

NSOperation&NSOperationQueue

很多時候我們使用多線程，需要控制線程的并發數，畢竟線程也是消耗系統資源的，當程序中同時運行的線程過量時，系統必定變慢。 所以很多時候我們會控制同時運行線程的數目。

NSOperation可以封裝我們的操作，然后將創建好的NSOperation對象放到NSOperationQueue中，OperationQueue便開始啟動新的線程去履行隊列中的操作，OperationQueue的并發度是可以通過以下方式進行設置:

GCD

GCD是Grand Central Dispatch的縮寫，是1系列的BSD層面的接口，在Mac 10.6 和iOS4.0以后才引入的，且現在NSOperation和NSOperationQueue的多線程的實現就是基于GCD的。目前這個特性也被移植到 FreeBSD上了，可以查看libdispatch這個開源項目。

比如1個在UIImageView中顯示1個比較大的圖片

固然，GCD除處理多線程外還有很多非常好的功能，其建立在強大的kqueue之上，效力也能夠得到保障。

4.線程間通訊

線程間通訊和進程間通訊從本質上講是相似的。線程間通訊就是在進程內的兩個履行流之間進行數據的傳遞，就像兩條并行的河流之間挖出了1道單向活動長溝，使得1條河流中的水可以流入另外一條河流，物資得到了傳遞。

1.performSelect On The Thread 

框架為我們提供了強迫在某個線程中履行方法的途徑,如果兩個非主線程的線程需要相互間通訊，可以先將自己確當前線程對象注冊到某個全局的對象中去，這樣相 互之間就能夠獲得對方的線程對象，然后就能夠使用下面的方法進行線程間的通訊了，由于主線程比較特殊，所以框架直接提供了在出線程履行的方法。

       2.Mach Port 
在蘋果的Thread Programming Guide的Run Pool1節的Configuring a Port-Based Input Source 這1段中就有使用Mach Port進行線程間通訊的例子。 其實質就是父線程創建1個NSMachPort對象，在創建子線程的時候以參數的方式將其傳遞給子線程，這模樣線程中就能夠向這個傳過來的 NSMachPort對象發送消息，如果想讓父線程也能夠向子線程發消息的話，那末子線程可以先向父線程發個特殊的消息，傳過來的是自己創建的另外一個 NSMachPort對象，這樣父線程便持有了子線程創建的port對象了，可以向這個子線程的port對象發送消息了。

固然各自的port對象需要設置delegate和schdule到自己所在線程的RunLoop中，這樣來了消息以后，處理port消息的delegate方法會被調用，你就能夠自己處理消息了。

5.RunLoop

RunLoop從字面上看是運行循環的意思，這1點也不錯，它確切就是1個循環的概念，或準確的說是線程中的循環。 本文1開始就提到有些程序是1個圈，這個圈本質上就是這里的所謂的RunLoop，就是1個循環，只是這個循環里加入很多特性。 
首先循環體的開始需要檢測是不是有需要處理的事件，如果有則去處理，如果沒有則進入眠眠以節省CPU時間。 所以重點便是這個需要處理的事件，在RunLoop中，需要處理的事件分兩類，1種是輸入源，1種是定時器，定時器好理解就是那些需要定時履行的操作，輸 入源分3類：performSelector源，基于端口（Mach port）的源，和自定義的源。編程的時候可以添加自己的源。RunLoop還有1個視察者Observer的概念，可以往RunLoop中加入自己的 視察者以便監控著RunLoop的運行進程，CFRunLoop.h中定義了所有視察者的類型:

如果你使用過select系統調用寫進程序你即可以快速的理解runloop事件源的概念，本質上講事件源的機制和select1樣是1種多路復用IO的 實現，在1個線程中我們需要做的事情其實不單1，如需要處理定時鐘事件，需要處理用戶的觸控事件，需要接受網絡遠端發過來的數據，將這些需要做的事情統統注 冊到事件源中，每次循環的開始便去檢查這些事件源是不是有需要處理的數據，有的話則去處理。 拿具體的利用舉個例子，NSURLConnection網絡數據要求，默許是異步的方式，其實現原理就是創建以后將其作為事件源加入到當前的 RunLoop，而等待網絡響應和網絡數據接受的進程則在1個新創建的獨立的線程中完成，當這個線程處理到某個階段的時候比如得到對方的響應或接受完 了網絡數據以后便通知之前的線程去履行其相干的delegate方法。所以在Cocoa中常常看到scheduleInRunLoop:forMode: 這樣的方法，這個便是將其加入到事件源中，當檢測到某個事件產生的時候，相干的delegate方法便被調用。對CoreFoundation這1層而 言，通常的模式是創建輸入源，然后將輸入源通過CFRunLoopAddSource函數加入到RunLoop中，相干事件產生后，相干的回調函數會被調 用。如CFSocket的使用。 另外RunLoop中還有1個運行模式的概念，每個運行循環必定運行在某個模式下，而模式的存在是為了過濾事件源和視察者的，只有那些和當前 RunLoop運行模式1致的事件源和視察者才會被激活。

每個線程都有其對應的RunLoop，但是默許非主線程的RunLoop是沒有運行的，需要為RunLoop添加最少1個事件源，然后去run它。1般情況下我們是沒有必要去啟用線程的RunLoop的，除非你在1個單獨的線程中需要久長的檢測某個事件。

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