C++ 線程（串行 並行 同步 異步）詳解

看了很多關於這類的文章，一直沒有總結。不總結的話就會一直糊里糊塗，以下描述都是自己理解的非官方語言，不一定嚴謹，可當作參考。

首先，進程可理解成一個可執行文件的執行過程。在ios app上的話我們可以理解為我們的app的.ipa文件執行過程也即app運行過程。殺掉app進程就殺掉了這個app在系統里運行所占的內存。

線程：線程是進程的最小單位。一個進程里至少有一個主線程。就是那個main thread。非常簡單的app可能只需要一個主線程即UI線程。當然大部分還是會有一些子線程的，比如如果你用了AFNetWorking，你的請求都是開辟了子線程。

關於串行，並行，同步，異步，我還是以下面代碼的方式做個說明。

首先button點擊事件運行在主線程里，先是在主線程里做了打印了一句話，然后創建了一個串行或者並行的隊列，之后連續創建了3個同步或者異步的block任務放入此隊列中，最后再在主線程里打印一句話

- (IBAction)serialSync:(id)sender {
 NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_sync(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"串行同步任務%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行同步任務%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當前線程%@",[NSThread currentThread]);
}
 
- (IBAction)serialAsync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);//創建一個串行隊列
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_async(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"串行異步任務%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"串行異步任務%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當前線程%@",[NSThread currentThread]);
}
 
- (IBAction)concurrentSync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_sync(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"並行同步任務%ld -> 開始%@",(long)n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"並行同步任務%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
 
  NSLog(@"阻塞我沒有？當前線程%@",[NSThread currentThread]);
}
- (IBAction)concurrentAsync:(id)sender {
  NSLog(@"start log in main thread"]);
  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {
    dispatch_async(myQueue, ^{
      for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {
        if (i == 0) {
          NSLog(@"並行異步任務%ld -> 開始%@",n,[NSThread currentThread]);
        }
        if (i == 499999999) {
          NSLog(@"並行異步任務%ld -> 完成",(long)n);
        }
      }
    });
  }
  NSLog(@"阻塞我沒有？當前線程%@",[NSThread currentThread]);
}

其中我把第一句打印和最后一句打印用玫紅色表示，它們都運行在當前線程。 

方框表示隊列，3個block任務分別為3種不同的顏色。

可以看出： 

串行即上一個block任務執行完畢下一個任務才加入到隊列中。 

並行即其中的任務同時加入到隊列中。

從運行結果來看 

第一個圖只有一個主線程： 

3個block都是同步即都阻塞當前線程，所以最后那句打印的任務就在3個block運行完之后。 

3個block又是串行，所以一個一個運行

第二個圖有2個線程即一個主線程一個子線程： 

3個block都是異步，沒有任務阻塞當前線程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以開始執行的。 

3個block都是異步，異步會創建新的線程即至少有一個子線程。 

3個block是串行，只有一個任務做完才會加另一個任務入隊列，所以只需一個子線程。

第三個圖只有一個主線程： 

3個block都是同步即都阻塞當前線程，所以最后那句打印的任務就在3個block運行完之后。 

3個block是並行，同時被加入隊列中。 

3個block都是同步，由於同步意味着等待，所以任務的執行表現為順序執行，其實是一起加進去的但是等待的，跟串行的區別是串行是別的任務做完才把它加進隊列中。

第四個圖有多個線程： 

3個block都是異步，沒有任務阻塞當前線程。所以最后那句打印是在第一句打印后就可以開始執行的。 

3個block都是異步，異步會創建新的線程即至少有一個子線程。 

3個block是並行，需創建多個子線程才能保證任務同時執行。

再看一張圖：其中第一個異步為玫紅色，兩個同步分別以紫色黃色表示，兩個異步分別以綠色棕色表示，隊列后面的當前線程動作為橘色。虛線代表等待。上面代表串行，下面是並行。

 

由此圖可以看出： 

同步block會阻塞當前線程，即會在當前線程中運行。（這里的當前線程為主線程所以會看到UI卡住）

異步block會開辟新的線程。

在串行隊列中，異步block任務用的是同一個子線程，因為需要等待任務一個一個地執行，不需要多個線程。 

在並行隊列中，異步block任務同時執行，系統為其分配線程。圖中的例子因第一個異步操作在第二個開始前已經結束了，所以並不是多少個異步操作就創建多少線程，主要還是看需要。