前言
多线程的价值无需赘述，对于App性能和用户体验都有着至关重要的意义，在iOS开发中，Apple提供了不同的技术支持多线程编程，除了跨平台的pthread之外，还提供了NSThread、NSOperationQueue、GCD等多线程技术，从本篇Blog开始介绍这几种多线程技术的细节。
对于pthread这种跨平台的多线程技术，这本Programming with POSIX Threads做了详细介绍，不再提及。
NSThread
使用NSThead创建线程有很多方法：
- +detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:类方法直接生成一个子线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadRoutine:) toTarget:self withObject:nil];
- 创建一个NSThread类实例，然后调用start方法。
NSThread *aThrad = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadRoutine:) object:nil];
[aThread start];
- 调用NSObject的+performSelectorInBackground:withObject:方法生成子线程。
- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg
- 创建一个NSThread子类，然后调用子类实例的start方法，。
创建线程也是有开销的，iOS下主要成本包括构造内核数据结构（大约1KB）、栈空间（子线程512KB、主线程1MB，不过可以使用方法-setStackSize:自己设置，注意必须是4K的倍数，而且最小是16K），创建线程大约需要90毫秒的创建时间。
第二种和第四种方法创建的线程有个好处是拥有线程的对象，因此可以使用performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:
在该线程上执行方法，这是一种非常方便的线程间通讯的方法（相对于设置麻烦的NSPort用于通讯），所要执行的方法可以直接添加到目标线程的Runloop中执行。Apple建议使用这个接口运行的方法不要是耗时或者频繁的操作，以免子线程的负载过重。
第三种方法其实与第一种方法是一样的，都会直接生成一个子线程。
NSThread的入口方法
要写一个有效的子线程入口方法需要注意很多问题，示例代码：
- (void)threadRoutine
{
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init]; BOOL moreWorkToDo = YES;
BOOL exitNow = NO;
NSRunLoop* runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop]; NSMutableDictionary* threadDict = [[NSThread currentThread] threadDictionary];
[threadDict setValue:[NSNumber numberWithBool:exitNow] forKey:@"ThreadShouldExitNow"];
//添加事件源
[self myInstallCustomInputSource];
while (moreWorkToDo && !exitNow)
{ //执行线程真正的工作方法，如果完成了可以设置moreWorkToDo为False
[runLoop runUntilDate:[NSDate date]];
exitNow = [[threadDict valueForKey:@"ThreadShouldExitNow"] boolValue];
}
[pool release];}
必须创建一个NSAutoreleasePool，因为子线程不会自动创建。同时要注意这个pool因为是最外层pool，如果线程中要进行长时间的操作生成大量autoreleased的对象，则只有在该子线程退出时才会回收，因此如果线程中会大量创建autoreleased对象，那么需要创建额外的NSAutoreleasePool，可以在NSRunloop每次迭代时创建和销毁一个NSAutoreleasePool。
如果你的子线程会抛出异常，最好在子线程中设置一个异常处理函数，因为如果子线程无法处理抛出的异常，会导致程序直接Crash关闭。
(可选)设置Run Loop，如果子线程只是做个一次性的操作，那么无需设置Run Loop；如果子线程进入一个循环需要不断处理一些事件，那么设置一个Run Loop是最好的处理方式，如果需要Timer，那么Run Loop就是必须的。
如果需要在子线程运行的时候让子线程结束操作，子线程每次Run Loop迭代中检查相应的标志位来判断是否还需要继续执行，可以使用threadDictionary以及设置Input Source的方式来通知这个子线程。那么什么是Run Loop呢？这是涉及NSThread及线程相关的编程时无法回避的一个问题。
Run Loop
Run Loop本身并不具备并发执行的功能，但是和多线程开发息息相关，而且概念令人迷惑，相关的介绍资料也很少，它的主要的特性如下：
每个线程都有一个Run Loop，主线程的Run Loop会在App运行时自动运行，子线程中需要手动运行。
每个Run Loop都会以一个模式mode来运行，可以使用NSRunLoop的- (BOOL)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate 方法运行在某个特定模式mode。
Run Loop的处理两大类事件源：Timer Source和Input Source(包括performSelector***方法簇、Port或者自定义Input Source)，每个事件源都会绑定在Run Loop的某个特定模式mode上，而且只有RunLoop在这个模式运行的时候才会触发该Timer和Input Source。
如果没有任何事件源添加到Run Loop上，Run Loop就会立刻exit。
Run Loop接口
要操作Run Loop，Foundation层和Core Foundation层都有对应的接口可以操作Run Loop。
Foundation层对应的是NSRunLoop:
Core Foundation层对应的是CFRunLoopRef：
两组接口差不多，不过功能上还是有许多区别的，例如CF层可以添加自定义Input Source事件源(CFRunLoopSourceRef)和Run Loop观察者Observer(CFRunLoopObserverRef)，很多类似功能的接口特性也是不一样的。
Run Loop运行
- (void)main
{
@autoreleasepool
{
NSLog(@"starting threading ");
self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(doTimerTask) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
while (!self.isCanceled)
{
[self doOtherTask];
BOOL ret = [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
NSLog(@"after runloop counting.........: %d", ret);
if (!ret)
{
_isCanceled = YES;
}
}
NSLog(@"finishing thread.........");
}
}
- (void)doTimerTask
{
NSLog(@"do timer task , %@", [NSThread currentThread]);
}
- (void)doOtherTask
{
NSLog(@"do other task");
}
我们看到入口方法里创建了一个NSTimer，并且以NSDefaultRunLoopMode模式加入到当前子线程的NSRunLoop中。
进入循环后肯定会执行-doOtherTask方式法一次，然后再以NSDefaultRunLoopMode模式运行NSRunLoop，如果一次Timer事件触发处理后，这个Run Loop会返回吗？答案是不会，Why？
NSRunLoop的底层是由CFRunLoopRef实现的，你可以想象成一个循环或者类似Linux下select或者epoll，当没有事件触发时，你调用的Run Loop运行方法不会立刻返回，它会持续监听其他事件源，如果需要Run Loop会让子线程进入sleep等待状态而不是空转，
只有当Timer Source或者Input Source事件发生时，子线程才会被唤醒，然后处理触发的事件，然而由于Timer source比较特殊，Timer Source事件发生处理后，
**Run Loop运行方法- (BOOL)runMode:(NSString )mode beforeDate:(NSDate )limitDate;也不会返回；
而其他非Timer事件的触发处理会让这个Run Loop退出并返回YES。
当Run Loop运行在一个特定模式时，如果该模式下没有事件源，运行Run Loop会立刻返回NO。
NSRunLoop的运行接口：
//运行 NSRunLoop，运行模式为默认的NSDefaultRunLoopMode模式，没有超时限制
- (void)run;
//运行 NSRunLoop: 参数为运行模式、时间期限，返回值为YES表示是处理事件后返回的，NO表示是超时或者停止运行导致返回的- (BOOL)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;
//运行 NSRunLoop: 参数为运时间期限，运行模式为默认的NSDefaultRunLoopMode模式 -(void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate;
详细讲解下NSRunLoop的三个运行接口：
- (void)run; 无条件运行
不建议使用，因为这个接口会导致Run Loop永久性的运行在NSDefaultRunLoopMode模式，即使使用CFRunLoopStop(runloopRef);也无法停止Run Loop的运行，那么这个子线程就无法停止，只能永久运行下去。
- (void)run; 无条件运行
- (void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate;
有一个超时时间限制
- (void)runUntilDate:(NSDate *)limitDate;
比上面的接口好点，有个超时时间，可以控制每次Run Loop的运行时间，也是运行在NSDefaultRunLoopMode模式。这个方法运行Run Loop一段时间会退出给你检查运行条件的机会，如果需要可以再次运行Run Loop。注意CFRunLoopStop(runloopRef);
也无法停止Run Loop的运行，因此最好自己设置一个合理的Run Loop运行时间。示例：
while (!Done)
{
[[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];
NSLog(@"exiting runloop.........:");
}
- (BOOL)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;
有一个超时时间限制，而且设置运行模式
- (BOOL)runMode:(NSString *)mode beforeDate:(NSDate *)limitDate;
这个接口在非Timer事件触发、显式的用CFRunLoopStop停止Run Loop、到达limitDate后会退出返回。如果仅是Timer事件触发并不会让Run Loop退出返回；如果是PerfromSelector***事件或者其他Input Source事件触发处理后，Run Loop会退出返回YES。示例：
while (!Done)
{
BOOL ret = [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
NSLog(@"exiting runloop.........: %d", ret);
}
