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iOS多线程——GCD详解
2019-08-22 11:37 评论:0 阅读:127 不死D小强
ios GCD 多线程

一、什么是GCD

全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器”,纯C语言,提供了非常多强大的函数

二、GCD的优势

GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案

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

三、GCD的概念

1)基本概念

    1、任务和队列 :任务:执行什么操作        队列:用来存放任务

    2、同步和异步:同步: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:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力

    3、并发和串行:并发:多个任务并发(同时)执行      串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务

    4、进程和线程:进程:一个可执行的程序(一个app就是一个线程)    线程:程序中一个单一的顺序控制流程

2)区别及原因

    1、我们用GCD无非就是想合理完成任务,那么我们会面临2个重要步骤:一、知道想做的事情——定制任务;二、任务很多怎么办?让它们不要乱排个队——将任务添加到队列中(GCD会自动将队列中的任务取出,放到对应的线程中执行,任务的取出遵循队列的FIFO原则:先进先出,后进后出)。

    2、多任务会添加进队列,队列有区分两种——并发(行)和串行队列

        并发队列(Concurrent Dispatch Queue):可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)

        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)

       并发和串行主要影响:任务的执行方式

   3、任务添加好了那么就要开始执行任务,GCD任务执行有两种方式——同步与异步

    同步——发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。但是一旦调用返回,就得到返回值了。换句话说,就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。异步——在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。

具体理解:有A,B,C三个任务,同步执行——程序将等待A 执行完毕之后, 再执行B, 再执行C;异步执行——程序直接跳过A,B,C,执行后面的代码, 执行完毕之后, 再来执行A,B,C中的任务

同步和异步主要影响:能不能开启新的线程 同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力 异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力。

四、GCD的基本使用

    1、串行队列:系统提供(主队列):dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue(); 自己创建:dispatch_queue_tqueue =dispatch_queue_create("cn.itcast.queue",NULL);//第一个参数为队列名

    2、并行队列:系统提供(全局队列):dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);(里面的参数第一个为优先级,可以默认为固定写法)

        全局并发队列的优先级

        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH2 高

        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT0 默认(中)

        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低

        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN 后台 

        自己创建:dispatch_queue_t q =dispatch_queue_create("......",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

     3、同步操作:dispatch_sync 会依次顺序执行,能够决定任务的执行顺序;

     4、 异步操作:dispatch_async会并发执行,无法确定任务的执行顺序;

     5、是否开启线程

        01、异步函数+并发队列:开启多条线程,并发执行任务

        02、异步函数+串行队列:开启一条线程,串行执行任务

        03、同步函数+并发队列:不开线程,串行执行任务

        04、同步函数+串行队列:不开线程,串行执行任务

        05、异步函数+主队列:不开线程,在主线程中串行执行任务

        06、同步函数+主队列:不开线程,串行执行任务(注意死锁发生)

        07、注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异

     6、下载图片操作实例:

           0、获取一个全局的队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

           1、先开启一个线程,把下载图片的操作放在子线程中处理dispatch_async(queue, ^{

           2、下载图片

           NSURL *url = [NSURL             URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];

            NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

            UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

            NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);

           3、回到主线程刷新UI

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

       self.imageView.image = image;

       打印查看当前线程

       NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);

});

});

GCD其它常用函数

    01、栅栏函数(控制任务的执行顺序)

dispatch_barrier_async(queue, ^{

NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");

});

    02、延迟执行(延迟·控制在哪个线程执行)

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);

});

    03、一次性代码(注意不能放到懒加载)

- (void)once

{

整个程序运行过程中只会执行一次

onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过

staticdispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

NSLog(@"-----");

});

}

    04、快速迭代(开多个线程并发完成迭代操作,可能会提高一定的性能)

dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {

});

    05、队列组(同栅栏函数)

            创建队列组

            dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

            队列组中的任务执行完毕之后,执行该函数

            dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,

                  dispatch_queue_t queue,

                  dispatch_block_t block);

代码案例:

-(void)touchesBegan:(NSSet )touches withEvent:(UIEvent )event

{

[self syncWithMain];

}

同步函数+主队列:死锁

-(void)syncWithMain

{

NSLog(@"-----");

1.获得主队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});   

}

异步函数+主队列:不会开线程,串行执行

 凡是在主队列中的任务都在主线程中去执行

 -(void)asyncWithMain

{

   1.获得主队列

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

   异步函数

    dispatch_async(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});

}

同步函数+并发队列:不会开线程,串行执行

-(void)syncWithConcuerrent

{

   获得全局并发队列

  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

   同步函数

    dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});

}

同步函数+串行队列:不会开线程,串行执行

-(void)syncWithserial

{

   1.创建队列(串行队列)

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

   同步函数

    dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});

}

异步函数+串行队列:会开1条线程,串行执行

-(void)asyncWithserial

{

   1.创建队列(串行队列)

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

   异步函数

   dispatch_async(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});

}

异步函数+并发队列:会开线程,会开启多条线程,并发执行 -(void)asyncWithConcurrent

{

   1.创建队列(并发队列)

    第一个参数:C语言的字符传,标签

    第二个参数:队列的类型

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    异步函数

    dispatch_async(queue, ^{

    NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);

});

}

各种队列的执行效果  112.png 注意

使用dispatch_sync函数往当前串行队列中添加任务,会卡住当前的串行队列

五、线程间通信示例 1、从子线程回到主线程

        dispatch_async(

        dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

     执行耗时的异步操作...

     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

     回到主线程,执行UI刷新操作

        });

    });

2、延时执行:iOS常见的延时执行有2种方式 注意:调用NSObject的方法(一旦定制好延迟任务后,不会卡主当前线程:经常使用) a.自动回到当前线程(在哪个线程调的就回到哪个线程)调用self的download方法,并且传递参数withObject:参数afterDelay:延迟的时间

[selfperformSelector:@selector(run)withObject:nilafterDelay:2.0];

        设定好延迟的时间后,它会先执行后边的代码,2秒后再调用self的run方法(并且不会卡主线程,在主线程调最后会回到主线程,在子线程调最后会回到子线程)

          b.使用GCD函数(3秒后自动开启新线程执行block中的代码,不会卡主当前的线程,在主/子线程调用都可以使用)

            dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0*NSEC_PER_SEC)),dispatch_get_main_queue(), ^{

           2秒后执行这里的代码...在哪个线程执行,跟队列类型有关 

});

            DISPATCH_TIME_NOW:现在开始的意

            2.0*NSEC_PER_SEC:设置的秒数(直接更改数字即可)

             dispatch_get_main_queue():主队列的意思

          3.会卡主线程(不推荐使用)

        [NSThread sleepForTimeInterval:3]

3、一次性代码
      使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次

       staticdispatch_once_tonceToken;

     dispatch_once(&onceToken, ^{

        程序运行过程中,永远只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)

    });

4、队列组 有这么1种需求:首先,分别异步执行2个耗时的操作。其次,等2个异步操作都执行完毕后,再回到主线程执行操作

            如果想要快速高效地实现上述需求,可以考虑用队列组(先创建一个队列组,再把要执行的一个异步操作放入队列组的block当中)

            dispatch_group_tgroup = dispatch_group_create();

                        dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

执行1个耗时的异步操作

});

                dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

执行1个耗时的异步操作

});

            dispatch_group_notify(group,dispatch_get_main_queue(), ^{

        等前面的异步操作都执行完毕后,回到主线程...

});

注意:这个组的特点,它会等组里面所有的任务(同上的两个block代码内容)都执行完了以后,它会调用_notify里面的这个block;

六、补充 1、关于GCD中的创建和释放

在iOS6.0之前,在GCD中每当使用带creat单词的函数创建对象之后,都应该对其进行一次release操作。在iOS6.0之后,GCD被纳入到了ARC的内存管理机制中,在使用GCD的时候我们就像对待普通OC对象一样对待GCD,因此不再需要我们调用release方法。

    2、GCD中设置队列的优先级

        01使用create函数创建出来的队列不论是串行队列还是并发队列,,其执行任务线程的优先级都是默认优先级。

        02可以通过set_target_queue来变更队列的优先级。第一个参数传通过creat创建出来的队列,后面一个参数传指定了优先级的全局并发队列。第一个参数如果传主队列或者全局并发队列的话,那么执行结果是未知的。

    3、暂停和恢复。

            GCD中的队列也是可以暂停和恢复的,直接把相应的队列作为参数就传递就可以。使用dispatch_resume(queue1);和dispatch_suspend(queue1);

    4、 GCD中可以不使用block而使用函数。

    5、在NSOperation中关于main方法的调用问题。

        先调用start方法,在start方法内部会调用main方法。可以通过代码来进行验证。

参考资料:https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Performance/Reference/GCD_libdispatch_Ref/index.html#//apple_ref/c/func/dispatch_queue_create

6、使用Crearte函数创建的并发队列和全局并发队列的主要区别:

        1.1、全局并发队列在整个应用程序中本身是默认存在的,并且对应有高优先级、默认优先级、低优先级和后台优先级一共四个并发队列,我们只是选择其中的一个直接拿来用。而Crearte函数是实打实的从头开始去创建一个队列。

        1.2、在iOS6.0之前,在GCD中凡是使用了带Crearte和retain的函数在最后都需要做一次release操作。而主队列和全局并发队列不需要我们手动release。当然了,在iOS6.0之后GCD已经被纳入到了ARC的内存管理范畴中,即便是使用retain或者create函数创建的对象也不再需要开发人员手动释放,我们像对待普通OC对象一样对待GCD就OK。

        1.3、在使用栅栏函数的时候,苹果官方明确规定栅栏函数只有在和使用create函数自己的创建的并发队列一起使用的时候才有效(没有给出具体原因)

        1.4、其它区别涉及到XUN内核的系统级线程编程,不一一列举。

        1.5、给出一些参考资料(可以自行研究):    GCDAPI:https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Performance/Reference/GCD_libdispatch_Ref/index.html#//apple_ref/c/func/dispatch_queue_create

Libdispatch版本源码:http://www.opensource.apple.com/source/libdispatch/libdispatch-187.5/

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