面试聊iOS：多线程

大家好，我是面试聊iOS的程序员。
这篇文章将和大家分享面试iOS时聊多线程一般都可以聊些什么。

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进程、线程

进程

当一个程序进入内存运行，即变成一个进程。进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。

线程

线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的之心，一个进程至少有一个线程。一个进程中可以有多个线程。

单线程程序：若有多个任务只能一次执行
多线程程序：若有多个任务，可以同时执行

对于CPU单一个核心而言，某个时刻只能执行一个线程，而CPU在多个线程之间切换的速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
多线程并不能提高程序的运行速度，但能提高运行效率

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任务

任务：执行操作的意思，就是要在线程中执行的代码

同步执行（sync）

1. 同步添加任务到队列中，队列在任务结束之前会一直等待，直到任务完成之后再继续执行
2. 只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

异步执行（async）

1. 异步添加任务到队列中，队列不会等待，可以继续执行其他任务。
2. 可以在新的线程中执行任务，具备开启线程的能力，但不一定开启新线程。

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队列

队列（dispatch queue）

执行任务的等待队列，即用来存在任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用FIFO（first in first out）的原则。新的任务总是被插到队列的末尾，读取任务总是从队列的头部开始读取。每读取一个任务，则从队列中释放一个任务。

串行队列（serial dispatch queue）

只开启一个线程，每次只能执行一个任务，一个任务执行完毕后才能执行下一个任务。

并发队列（concurrent dispatch queue）

可以让多个任务并发（同时）执行，可以开启多个线程，并同时执行任务。并行队列的并发功能只能在异步下才有效。

主队列

是一个特殊的串行队列，添加到主队列的任务只能在主线程中执行

任务+队列

同步执行+并发队列：不开启新线程，串行执行任务
同步执行+串行队列：不开启新线程，串行执行任务
同步执行+主队列：线程死锁

异步执行+并发队列：开启新线程，并发执行任务
异步执行+串行队列：开启1条新线程，串行执行任务
异步执行+串行队列：不开启新线程，串行执行任务

队列+任务+任务

并发队列+异步执行+同步执行：不开启新的线程，串行执行任务
并发队列+异步任务+异步任务：开启新线程，并发执行任务
并发队列+同步任务+同步任务：不开启新线程，串行执行任务
并发队列+同步任务+异步任务：开启新线程，并发执行任务

串行队列+异步执行+同步执行：线程死锁
串行队列+异步执行+异步执行：开启1条新线程，串行执行任务
串行队列+同步执行+同步执行：线程死锁
串行队列+同步执行+异步执行：开启1条线程，串行执行

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线程安全

在多线程中运行得到的结果与在单线程中运行得到的结果一致，即为线程安全。

GCD信号量
保持线程同步，将异步执行转换为同步执行
保证线程安全，为线程加锁

自旋锁：如果资源被占用，等待的线程以死循环的方式一直处于忙等状态，一旦资源释放，立马执行
互斥锁：如果资源被占用，等待的线程会进入休眠状态，直到等待的资源被解锁才被唤醒

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GCD

dispatch_barrier_async

栅栏函数，等待前面加到并发队列中的任务全部执行完毕之后，再将指定的任务追加到该异步队列中。

dispatch_after

延时执行，不是在指定时间之后才开始执行任务，而是在指定时间之后将任务追加到主队列中。
严格来讲，这个时间并不是绝对准确的。

dispatch_once

只执行一次，常用于创建单例，在多线程的环境下，也能保证线程安全

dispatch_apply

快速迭代，可以在多线程中同时（异步）遍历

dispatch_group_notify

监听group中任务的完成状态，当所有任务都执行完后，追加任务到group中并执行

dispatch_group_wait

阻塞当前线程，等待指定的group中的任务执行完成后，才继续往下执行

dispatch_group_enter

表示一个任务追加到group中

dispatch_group_leave

表示一个任务离开group

dispatch_semaphore

信号量

dispatch_semaphore_create

创建信号量并初始化信号总量

dispatch_semaphore_signal

信号量+1

dispatch_semaphore_wait

信号量-1
信号量<0时会一直阻塞所在线程，反之就可以正常执行

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NSOperationQueue

NSOperation：操作，即GCD中的任务，将要在线程中执行的代码片段
NSOperationQueue：操作队列，不同于GCD的队列FIFO的原则。对于添加到队列中的操作，首先进入准备就绪的状态（就绪状态取决于操作之间的依赖关系），然后就绪状态的操作的开始执行顺序由操作之间的优先级决定。

没有依赖关系的操作先进入就绪状态，根据优先级决定执行顺序；当前操作依赖的操作执行完毕，当前操作进入就绪状态

通过设置最大并发操作数来控制并发和串行
默认为-1，不做限制，可进行并发执行；==1是串行队列，串行执行；>1是并发队列，并发执行
被添加到队列的操作，默认是异步执行的
主队列运行在主线程
自定义队列同时包含串行、并发的功能，运行在其他线程

通过设置队列的isSuspended属性，可实现队列的暂停与继续的效果，正在执行的操作不受影响
可以取消队列中所有的操作，也可取消单个操作，只对未执行的操作有效； 操作已经在执行中，系统不会强制停止这个操作，只会标记cancelled属性为true。