6.0 Introduction （Concurrency）

Concurrency啥意思啊，并发。
本篇，有些是翻译的，有些不会翻译，就用自己的话把大概意思描述出来。

现代的操作系统哪个不支持并发呢，是不是？
单核时代，那是假并发，多核时代，真并发来了。

Grand Central Dispatch, 简称 GCD：底层C API,通过block对象来工作，是用来给不同核分配任务的，程序员根本不用担心到底哪个核执行了该任务。

GCD的核心是派遣队列（dispatch queues）。派遣队列就是在主机上管理线程池，不管在ios上还是在mac上，我们都不能直接使用这些线程，而是操作派遣队列。我们分配任务到这些队列上，让这些队列来执行我们的任务。GCD提供了多种方法来运行这些任务：同步，异步，延时运行，等等。

我们不需要引用某些包来使用GCD,因为苹果已经把它们合并到各个框架里面来了，比如Core Foudation,Cocoa / Cocoa Touch。在GCD的dispatch_关键字里面，所有的方法和数据类型都是有效的。dispatch_async可用来分配任务到队列以便后续异步执行，而dispatch_after可以让你在某个延时之后执行block代码。

如果不用GCD和operations,我们需要创建线程来执行同步任务。比如在ios上我们需要创建类似如下线程来执行1000次的操作：
<书上源码>
- (void) doCalculation{
/* Do your calculation here */
}
- (void) calculationThreadEntry{
@autoreleasepool {
NSUInteger counter = 0;
while ([[NSThread currentThread] isCancelled] == NO){
[self doCalculation];
counter++;
if (counter >= 1000){
break;
}
}
}
}
- (BOOL) application:(UIApplication *)application
didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{
/* Start the thread */
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(calculationThreadEntry)
toTarget:self
withObject:nil];
self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:
[[UIScreen mainScreen] bounds]];
self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
[self.window makeKeyAndVisible];
return YES;
}
我们需要手动启动线程并创建所需的结构（切入点，自动释放池，main函数）。如果我们用GCD来实现，我们只需简单创建block对象并派发给GCD来执行。要在主线程执行还是在子线程执行都有我们来决定。例子：
<书上源码>
dispatch_queue_t queue =
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
size_t numberOfIterations = 1000;dispatch_async(queue, ^(void) {
dispatch_apply(numberOfIterations, queue, ^(size_t iteration){
/* Perform the operation here */
});
});

在本章里面，你将学习到GCD的相关知识，并了解如何去使用它来写出时髦的性能好的app。

首先，先来了解如下几个重要的概念。派遣队列有三种类型：

Main queue  主队列
这个队列在主线程中执行任务。Cocoa和Cocoa Touch要求所有的UI相关的操作都应该在主线中执行。使用dispatch_get_main_queue方法来获取主队列的句柄。

Concurrent queues 并发队列
你可以通过GCD获得很多个队列来执行异步的或同步的任务。多个并发的队列可以并列执行多个任务。使用dispatch_get_global_queue方法来获取并发队列的句柄。

Serial queues 串行队列
这是一种不管你提交的是同步的还是异步的任务，他将按照先入先出法来执行的队列。所以呢，在某个特定的时刻，将只有一个block 对象在执行，而且他们不会在主线程中执行。所以你可以提交一些要严格按照先后顺序执行的任务给它。使用dispatch_queue_create函数来创建串行队列，一旦你使用完对这个队列，你应该用dispath_release方法来释放他。

在任何时候，你都可以使用多个派遣队列。虽然系统中只有一个主队列，但你可以为你的任意的功能需求创建任意多的串行队列。你也可以获取并发队列并配发任务给他们。在派遣队列中，任务有两种形式：block对象或C函数，这将在6.4中介绍。

block对象是对代码的打包，他经常以oc的方法的形式出现。block对象，加上GCD可以创造出性能良好的多线程应用。他们为什么这么特别呢，因为利用他们，你只需把代码交给GCD，让他来看管好代码的执行，而你并不需要手动去创建多线程。
 
注：或许block对象和传统C 函数指针最大的区别是block拷贝了可以访问到的局部变量的值并维护着这份副本。如果这些变量在block范围之外改变了值，你仍然可以确定block自己维护的那个副本的值是没有被改变的。

ob中的block对象在编程领域中被称为一等的对象。你可以动态的编译他们，作为参数传递给方法，也可以作为返回值从方法那边返回。所有的这些使你能够很容易地让程序在运行时实现想要的功能。特别是，block对象可以借助GCD在独立的线程中运行。对为oc对象，block对象跟其他的对象没什么两样。

创建block对象与创建传统的C函数类似，这将在6.1中阐述。block对象可以有返回值，可以传递参数给他。block对象可以定义成内联的形式，也可以是单独的代码块，这也跟C函数类似。当用内联形式创建时，他所能访问到的变量，其处理方式与用单独的代码块实现时是不同的。

GCD与block一同协作，当利用GCD来执行任务时，你可以给他传递block对象。block代码可以同步执行，也可以异步执行，这取决于你使用了GCD的哪个方法。因此，你可以创建block对象来下载资源，而且他可以在应用中多个地方被同步执行方式或异步执行方式调用。而block本身是无需指定是同步的还是异步的。你只要用合适的方法调用它，他就会乖乖的按你的意愿工作。

在编写ios和os X程序时，block对象还是比较新的。事实上，block并没有线程那么流行，这可能是他的语法相对于纯OC方法来说有点难而且有些难于理解的缘故。但尽管如此，block对象是如此强悍以至于苹果花大力气把它集成在自己的库里面，你可能已经经过了，在NSMutableArray里面，我们可以利用它来排序。

这一张主要专注于在iOS和 Mac OSX 应用中创建和使用block对象，使用GCD来为操作系统，线程和定时器调度任务。我想强调的是，想熟悉block对象语法的唯一途径是自己多写一些这方面的代码。看看这一章里面的例子并自己去实现一些block对象。

在这里，你将学到block对象的基础知识，然后是一些比较高级的话题，比如GCD,线程，定时器，Operations，和Operation Queues。在你移步GCD之前，你将学到任何你所需要知道的关于block对象的知识。从我的经验来说，最好的学习block对象的方法是通过例子，所以在这一章中，你将会看到很多的例子。请确保你在你自己的Xcode里面把这些例子给实现了，并真正学到了其语法。

Operations可以配置成同步或异步去运行一段代码。你可以手动管理他们，或是把它们放在Operation queues里面,这样Operation queues就会触发他并发执行，而你并不需要考虑后面的线程管理。在这一章中，你将看到如何使用Operations，和Operation Queues，线程，定时器来同步和异步执行任务。

Cocoa 提供了3种不同类型的Operations：
block operations 这种可触发一个或多个block对象的执行
Invocation operations 这种允许你调用另一个，当前存在的对象的方法
Plain operations 这种是简单的类，需要派生出子类，要执行的代码写在子类的main 函数里面。

Operations 可以用 Operation queues来管理，其类型是NSOperationQueue。当创建好Operation,你可以把它加入到operation queue里面，让他来管理operation。

一个operation 对象可以依赖于另一个operation对象，并在另一个或更多个operation完成后才执行自己的任务。除非你加入这种依赖关系，你是无法控制operation的执行顺序的。假如，你按某种顺序把它们加到队列里面，但这并不保证它们就按照按个顺序执行。

使用operations和operation queues时，有几件重要的事情必须要牢记：
1，operations，默认是在启动它的那个线程中执行的（使用start类方法）。如果你想异步执行，你必须使用operation queue 或在NSoperation的子类的main方法中分离出新的线程来执行。
2，一个operation可以等到另一个operation执行完才启动自己。所以要注意不要创建出相互依赖的operations。一个总所周知的错误就是死锁。
3，operations 是可以取消的。所以，如果你子类化NSOperation并创建一个自定义的Operation对象，在执行任务前，你必须检查下此任务是不是被取消了。比如，你有一个operation的任务是每20秒检查一下网络连接是否正常，你就应该在每次执行检查前先看下任务是不是被取消了。如果任务的执行需要比较长的时间（比如下载文件），你也应该在执行任务前先检查下任务是不是取消了。
4，Operation 对象是遵循KVO（key-value observing）的.我们将在后面的章节讨论Key Value Coding 和 Key Value Obserbing。
5，如果你计划子类化NSOperation并自己提供实现方法，你必须在main函数中自己创建自动释放池，main函数会在start方法中被调用。这个在这章中我们也会讨论到。
6，请保管好你创建的operation的引用。operation queues 并发的特性将使你在把operation交给他之后无法再获得它的引用。

线程和定时器都是对象，NSObject派生出来的类的对象。采用线程比采用定时器更复杂，设置线程循环也比简单的监听定时器触发事件更复杂。在iOS中，操作系统至少为每个应用创建了一个线程，也就是主线程。每个线程和定时器都会加到一个运行循环（run loop）里面。一个run loop，就像它名字所阐明的那样，是可以再里面发生许多不同事情的，定时器可以出发，线程可以运行。对run loop的讨论已经超出本章的范围，但在本章里面会有多处提及。

把run loop想象成这样一个循环，他有自己的起点，在某个状态下会结束，并在其
生命周期里面一系列的事件被触发。线程和定时器都将附属于run loop,实际上他们需要run loop才能工作。

一个应用的主线程是哪个可以操作UI事件的线程。如果你在主线程执行一个需要比较长时间的任务，你会发现你应用的UI将会变得无法响应或是响应很慢。为了避免这种情况，你可以创建独立的线程或定时器来执行任务，这样主线程就不会被阻塞。