线程、任务和队列的概念
异步、同步 & 并行、串行的特点
一条重要的准则
一般来说，我们使用GCD的最大目的是在新的线程中同时执行多个任务，这意味着我们需要两项条件：
能开启新的线程
任务可以同时执行
结合以上两个条件，也就等价“开启新线程的能力 + 任务同步执行的权利”，只有在满足能力与权利这两个条件的前提下，我们才可以在同时执行多个任务。
1、概念
进程：进程是程序在计算机上的一次执行活动，打开一个app就开启了一个进程，可包含多个线程。
线程：独立执行的代码段，一个线程同时间只能执行一个任务，多线程并发就可以在同时间执行多个任务。
iOS程序中，主线程主要任务的处理UI事件，显示和刷新UI(只有主线程有修改UI 的能力)，耗时的操作放到子线程（又叫做后台线程、异步线程）。在iOS中开子线程去处理耗时的操作可以有效提高程序的执行效率，提高资源利用率。但是开启线程会占用一定的内存，降低程序的性能，所以一般不要同时开很多线程。
同步线程：同步线程会阻塞当前线程去执行线程内的任务，执行完之后才会返回当前线程。
异步线程：异步线程不会阻塞当前线程，会开启其他线程去执行线程内的任务。
串行队列：线程任务按先后顺序逐个执行（需要等待队列里面前面的任务执行完之后再执行新的任务）
并发队列：多个任务按添加顺序一起开始执行（不要等待前面的任务执行完再执行新的任务），但是添加间隔往往忽略不计，所以看着像是一起执行的。
并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。可以在某条线程和其他线程之间反复多次进行上下文切换，看上去就好像一个CPU能够并且执行多个线程一样。其实是伪异步。
并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。多核CUP同时开启多条线程供多个任务同时执行，互不干扰。
并发vs并行：并行是基于多核设备的，并行一定是并发，并发不一定是并行。
学习GCD之前，先来了解GCD中两个核心概念：任务和队列。
任务：就是执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。在GCD中是放在block中的。执行任务有两种方式：同步执行和异步执行。两者的主要区别是：是否具备开启新线程的能力。
同步执行（sync）：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）：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
队列：这里的队列指任务队列，即用来存放任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用FIFO（先进先出）的原则，即新任务总是被插入到队列的末尾，而读取任务的时候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。在GCD中有两种队列：串行队列和并行队列。
并行队列（Concurrent Dispatch Queue）：可以让多个任务并行（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并行功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效
串行队列（Serial Dispatch Queue）：让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
2、多线程中会出现的问题
Critical Section（临界代码段）
指的是不能同时被两个线程访问的代码段，比如一个变量，被并发线程访问后可能会改变变量值，造成数据污染（数据共享问题）。
Race Condition (竞态条件)
当多个线程同时访问共享的数据时会发生争用情形，第一个线程读取改变了一个变量的值，第二个线程也读取改变了这个变量的值，两个线程同时操作了该变量，此时他们会发生竞争来看哪个线程会最后写入这个变量，最后被写入的值将会被保留下来。
Deadlock (死锁)
两个（多个）线程都要等待对方完成某个操作才能进行下一步，这就会发生死锁
经典死锁案例：主线程中嵌套同步方法
这时候，我们惊奇的发现，在主线程中使用主队列 + 同步执行，任务不再执行了，而且syncMain---end也没有打印。这是为什么呢？
这是因为我们在主线程中执行这段代码。我们把任务放到了主队列中，也就是放到了主线程的队列中。而同步执行有个特点，就是对于任务是立马执行的。那么当我们把第一个任务放进主队列中，它就会立马执行。但是主线程现在正在处理syncMain方法，所以任务需要等syncMain执行完才能执行。而syncMain执行到第一个任务的时候，又要等第一个任务执行完才能往下执行第二个和第三个任务
那么，现在的情况就是syncMain方法和第一个任务都在等对方执行完毕。这样大家互相等待，所以就卡住了，所以我们的任务执行不了
Thread Safe（线程安全）
一段线程安全的代码（对象），可以同时被多个线程或并发的任务调度，不会产生问题，非线程安全的只能按次序被访问。
所有Mutable对象都是非线程安全的，所有Immutable对象都是线程安全的，使用Mutable对象，一定要用同步锁来同步访问（@synchronized）
互斥锁：能够防止多线程抢夺造成的数据安全问题，但是需要消耗大量是资源
原子属性（atomic）加锁
atomic：原子属性，为setter方法加锁，将属性以atomic的形式声明，该属性变量就能支持互斥锁了。
nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁，声明为该属性的变量，客户端应尽量避免多线程争夺同一资源。
Context Switch （上下文切换）
当一个进程中有多个线程来回切换时 ，context switch用来记录执行状态，这样的进程和一般的多线程进程没有太大差别，但会产生一些额外的开销。
3、多线程编程技术的优缺点比较
1.NSThread (抽象层次：低)
优点：轻量级，简单易用，可以直接操作线程对象
缺点：需要自己管理线程的生命周期，线程同步，线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销。
2.Cocoa NSOperation (抽象层次：中)
优点：不需要关心线程管理，数据同步的事情，可以把精力放在需要执行的操作上。基于GCD的封装，比GCD更加面向对象
缺点：NSOperation是个抽象类是以它必须使用它的子类，可以实现它或者使用它定义好的两个子类NSInvocationOperation、NSBlockOperation.
3.GCD 全称Grand Center Dispatch (抽象层次：高)
优点：是Apple开发的一个多核编程的解决方法，简单易用，效率高，速度快，基于C语音，更底层更高效，并且不是cocoa框架的一部分，自动管理线程生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）。
GCD可用于多核的并行运算
GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
缺点：使用GCD的场景如果很复杂，就有非常大的可能遇到死锁问题。
4、GCD中一些系统提供的常用dispatch方法
1.dispatch_after延时添加到队列
dispatch_after只是延时提交block，并不是延时后立即执行，并不能精确控制。
2.dispatch_apply在给定的队列上多次执行某一任务，在主线程直接调用会阻塞主线程去执行block中的任务。
dispatch_apply函数的功能：把一项任务提交到队列中多次执行，队列可以是串行也可以是并行，dispatch_apply不会立刻返回，在执行block中的任务后才会返回，是同步执行的函数。
dispatch_apply正确使用方法：为了不阻塞主线程，一般把dispatch_apply放在异步队列中调用，然后执行完成后通知主线程
嵌套使用dispatch_apply会导致死锁。
2.dispatch_once保证在app运行期间，block中的代码只执行一次
经典使用场景--单例
3.dispatch_barrier_async栅栏的作用
功能：是在并行队列中，等待在dispatch_barrier_async之前加入的队列全部执行完成之后（这些任务是并发执行的）再执行dispatch_barrier_async中的任务，dispatch_barrier_async中的任务执行完成之后，再去执行在dispatch_barrier_async之后加入到队列中的任务（这些任务是并发执行的）
4.GCD的快速迭代方法dispatch_apply
通常我们会用for循环遍历，但是GCD给我们提供了快速迭代的方法dispatch_apply，使我们可以同时遍历。比如说遍历0~5这6个数字，for循环的做法是每次取出一个元素，逐个遍历。dispatch_apply可以同时遍历多个数字。
5. GCD的队列组dispatch_group
我们可以先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中。
调用队列组的dispatch_group_notify回到主线程执行操作。
