iOS 多线程

原文: 查看原文 , 原作者写的非常详细, 本文摘取了个人认为比较有用且易理解的部分, 码一遍增强理解, 大家可以移步原文阅读.

iOS 中可用的4套多线程方案, 并不都建议使用, 视情况而定
  • Pthreads
  • NSThread
  • GCD
  • NSOperation & NSOperationQueue

Pthreads

可移植性很强, 但由于基于 c语言框架, 所以并不建议使用.

#import 

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    pthread_t thread;
    //创建一个线程并自动执行
    pthread_create(&thread, NULL, start, NULL);
}

void *start(void *data) {
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

    return NULL;
}

需要手动管理生命周期


NSThread

经过苹果封装, 可以直接操控线程对象. 通过[NSThread currentThread]获取当前线程类及各种属性.

  • 先创建线程类 再启动
  // 创建
  NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];

  // 启动
  [thread start];
  • 创建并自动启动
  [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:nil];
  • 使用 NSObject 方法创建并自动启动
  [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:nil];
  • 判断某个线程状态的属性
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
  • 设置和获取线程名字
-(void)setName:(NSString *)n;
-(NSString *)name;
  • 获取线程信息
//获取当前线程信息
+ (NSThread *)currentThread;

//获取主线程信息
+ (NSThread *)mainThread;
  • 当前线程暂停
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)time;
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

不够优雅


GCD - 大调度中心!

自动管理生命周期 , 虽然使用 c语言 但是由于使用了 Block, 所以用起来非常方便.

使用 GCD 只有两个步骤:
1. 定制任务
2. 确定想做的事

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block) 将右边的任务提交给左边的队列执行.

同步( sync )异步( async )最大的区别在于会不会阻塞当前线程, 直到 Block 中的任务执行完毕.

同步( sync ) 它会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕,然后当前线程才会继续往下运行。
异步( async ) 当前线程会直接往下执行,它不会阻塞当前线程。

串行队列 放到串行队列的任务,GCD 会 FIFO(先进先出) 地取出来一个,执行一个,然后取下一个,这样一个一个的执行。
并行队列 放到并行队列的任务,GCD 也会 FIFO的取出来,但不同的是,它取出来一个就会放到别的线程,然后再取出来一个又放到另一个的线程。这样由于取的动作很快,忽略不计,看起来,所有的任务都是一起执行的。不过需要注意,GCD 会根据系统资源控制并行的数量,所以如果任务很多,它并不会让所有任务同时执行。

注: 无论是串行队列还是并行队列 , 都遵守先进先出 FIFO 原则 , 只是并行队列允许同时执行多个任务.

|同步执行 | 异步执行
---|--------|-------
串行队列 | 当前线程,一个一个执行 | 其他线程,一个一个执行
并行队列 | 当前线程,一个一个执行 | 开很多线程,一起执行

创建队列

  • 主队列 : 用于刷新 UI,任何需要刷新 UI 的工作都要在主队列执行,所以一般耗时的任务都要放到别的线程执行。
  dispatch_queue_t queue = ispatch_get_main_queue();
  • 自己创建队列 : 自己可以创建 串行队列, 也可以创建 并行队列
    • 第一个参数是标识符,用于 DEBUG 的时候标识唯一的队列,可以为空。
    • 第二个参数用来表示创建的队列是串行的还是并行的,传入 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列。传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。
  //串行队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", NULL);
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  //并行队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  • 全局并行队列 : 只要是并行任务一般都加入到这个队列。这是系统提供的一个并发队列。
  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

创建任务

  • 同步任务( sync ): 会阻塞当前线程
  dispatch_sync(<#queue#>, ^{
      //code here
      NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
  });
  • 异步任务( async ): 不会阻塞
dispatch_async(<#queue#>, ^{
      //code here
      NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
  });

NSOperation和NSOperationQueue

NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装,完全面向对象,所以使用起来更好理解。 大家可以看到 NSOperationNSOperationQueue 分别对应 GCD 的 任务队列

添加任务

NSOperation 只是一个抽象类,所以不能封装任务。但它有 2 个子类用于封装任务。分别是:NSInvocationOperationNSBlockOperation 。创建一个 Operation 后,需要调用 start 方法来启动任务,它会 默认在当前队列同步执行。当然你也可以在中途取消一个任务,只需要调用其 cancel 方法即可。

  • NSInvocationOperation : 传入一个方法
//1.创建NSInvocationOperation对象
  NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

  //2.开始执行
  [operation start];
  • NSBlockOperation
  //1.创建NSBlockOperation对象
  NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
      NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
  }];

  //2.开始任务
  [operation start];

默认会在当前线程执行。但是 NSBlockOperation 还有一个方法:addExecutionBlock: ,通过这个方法可以给 Operation 添加多个执行 Block。这样 Operation 中的任务 会并发执行,它会在主线程和其它的多个线程 执行这些任务

 //1.创建NSBlockOperation对象
      NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
          NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
      }];

      //添加多个Block
      for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
          [operation addExecutionBlock:^{
              NSLog(@"第%ld次:%@", i, [NSThread currentThread]);
          }];
      }

      //2.开始任务
      [operation start];

NSOperationQueue 有一个参数 maxConcurrentOperationCount 最大并发数,用来设置最多可以让多少个任务同时执行。当你把它设置为 1 的时候,就是串行.

NSOperationQueue 还有一个添加任务的方法,- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block; ,这是不是和 GCD 差不多?这样就可以添加一个任务到队列中了,十分方便。

//1.任务一:下载图片
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"下载图片 - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//2.任务二:打水印
NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"打水印   - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//3.任务三:上传图片
NSBlockOperation *operation3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"上传图片 - %@", [NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
}];

//4.设置依赖
[operation2 addDependency:operation1];      //任务二依赖任务一
[operation3 addDependency:operation2];      //任务三依赖任务二

//5.创建队列并加入任务
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperations:@[operation3, operation2, operation1] waitUntilFinished:NO];
  • 注意:不能添加相互依赖,会死锁,比如 A依赖B,B依赖A。
  • 可以使用 removeDependency 来解除依赖关系。
  • 可以在不同的队列之间依赖,反正就是这个依赖是添加到任务身上的,和队列没关系。

延迟执行

  • perform
// 3秒后自动调用self的run:方法,并且传递参数:@"abc"
  [self performSelector:@selector(run:) withObject:@"abc" afterDelay:3];
  • GCD
// 创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 设置延时,单位秒
double delay = 3; 

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delay * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
    // 3秒后需要执行的任务
});
  • NSTimer
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(run:) userInfo:@"abc" repeats:NO];

从其他线程回到主线程

  • NSThread
[self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:NO];
  • GCD
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

});
  • NSOperationQueue
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{

}];

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