iOS开发多线程篇-GCD

上篇文章介绍了多线程是什么、线程的进程的区别，在这篇文章中，主要介绍iOS开发中多线程GCD的使用方式和注意事项，同时会给出几种多线程的案例。

一.概述

iOS中目前有4套多线程方案，分别是

Pthreads

NSThread

GCD

NSOperation & NSOperationQueue

接下来主要讲解iOS开发中GCD的使用

二.GCD

Grand Centeral Dispatch ,是苹果为多核的并行运算提出的解决方案，所以会自动合理地利用更多的CPU内核（比如双核、四核），最重要的是它会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程），完全不需要我们管理，我们只需要告诉该干什么就行。GCD使用的是C语言，不过由于使用了Block，使用起来更加方便灵活，目前基本大家都使用GCD解决多线程问题。

GCD的优势

GCD是苹果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
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，不需要管理任何线程管理代码

三.任务和队列

在GCD中，加入了两个非常重要的概念：任务和队列

任务：即你想要进行的操作，比如说网络请求，数据缓存等，在GCD中就是一个Block，所以添加任务十分方便。任务有两种执行方式：同步执行和异步执行，他们之间的区别是是否会创建新的线程

同步（sync）操作：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）操作：当前线程会直接往下执行，不会阻塞当前线程

同步（sync）和异步（async）的主要区别在于会不会阻塞当前线程，直到Block中的任务执行完毕

队列：用于存放任务，一共有两种队列
串行队列中的任务会根据队列的定义FIFO的执行，一个接一个的，先进先出的执行

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。

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，所以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。

| | 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

四.创建队列

主队列：这是一个特殊的串行队列，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

//Objective-C
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

//Swift
let queue = DispatchQueue.main

自己创建的队列：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。具体可以查看Xcode的文档查看参数意义

自己可以创建串行队列，也可以创建并行队列，它有两个参数，第一个上面已经说了，第二个参数用了表示创建的队列是串行的还是并行的，传入DISPATCH_QUEUE_SERIAL或NULL标示创建串行队列，传入DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示创建并行队列

//Objective-C
//串行队列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serial1", NULL);

dispatch_queue_t seqialQueue = dispatch_queue_create("serial2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//并行队列
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);


//Swift
//主队列（串行）
let queue = DispatchQueue.main

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

//全局并发队列
//Objective-C
dispatch_queue_t globeQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//Swift
let serialQueue = DispatchQueue.global()

五.创建任务

同步任务：会阻塞当前线程（SYNC）

Objective-C

//同步任务
dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    });

异步任务：不会阻塞当前线程（ASYNC）
Objective-C

//异步任务
dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    });

示例一：

以下代码在主线程调用，结果是什么？

NSLog(@"before - %@",[NSThread currentThread]);
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"sync- %@",[NSThread currentThread]);
});

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

答案：只会打印第一句：before - {number = 1, name = main},然后主线程就卡死，程序奔溃

解释：同步任务会阻塞当前线程，然后把Block中的任务放到指定的队列中执行，只有等到Block中的任务完成后才会让线程继续往下运行。
那么这里的步骤就是：打印完第一句后，dispatch_sync立即阻塞当前的主线程，然后把Block中的任务放到main_queue，可是main_queue中的任务会被取出来放到主线程中执行，但主线程这个时候已经被阻塞了，所以Block中的任务就不能完成，它不完成，dispatch_sync就会一直阻塞主线程，这就是死锁现象，导致主线程一直卡死

示例二

以下代码会产生什么结果？

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serial1", NULL);

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

dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"beforeSync: %@",[NSThread currentThread]);

        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            NSLog(@"sync-: %@",[NSThread currentThread]);
        });

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

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

}

答案：

2017-03-20 16:59:11.436 TestGcd[8245:264276] begain - {number = 1, name = main}
2017-03-20 16:59:11.438 TestGcd[8245:264276] last: {number = 1, name = main}
2017-03-20 16:59:11.438 TestGcd[8245:264329] beforeSync: {number = 3, name = (null)}
(lldb)

很明显 sync-: %@ 和afterSync-: %@没有打印出来，这是为什么？我们来一步步分析一下：

分析：

使用DISPATCH_QUEUE_SERIAL这个参数，创建一个串行队列
打印begain - %@这句
dispatch_async异步执行，所以当前线程不会阻塞，于是有了2条线程，一条当前线程继续往下打印出last-: %@这句，另一条执行Block中的内容打印beforeSync: %@这句，因为这两条线程是并行的，所以打印的先后顺序无所谓
注意，高潮来了…现在的情况和上个例子一样，dispatch_sync同步执行，于是它所在的线程会被阻塞，一直等到sync里的任务执行完才会继续往下。于是sync就高兴的把自己Block中的任务放到serialQueue中，可谁想serialQueue是一个串行队列，一次执行一个任务，所以sync的Block必须等到前一个任务执行完毕，可万万没想到的是serialQueue正在执行的任务就是被sync阻塞了的那个，于是又发生了死锁，所以sync所在的线程被卡死了，剩下的两句代码自然不会打印。

六.队列组

队列组可以将很多队列添加到一个组里，这样做的好处是，当这个组里所有的任务都执行完了，队列组会通过一个方法通知我们。下面是使用方法，这是一个很实用的功能

//1.创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//2.创建队列
dispatch_queue_t queueGroup = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//3.多次使用队列组的方法执行任务，只有异步方法
//3.1。执行3次循环
dispatch_group_async(group, queueGroup, ^{

    for (NSUInteger i = 0; i < 3; i++) {
        NSLog(@"group - 01 - %@",[NSThread currentThread]);
    }
});

//3.2。主队列执行8次循环
dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue(), ^{

    for (NSInteger i = 0; i < 8; i++) {
        NSLog(@"group - 02 - %@",[NSThread currentThread]);
    }
});

//3.3.执行5次循环
dispatch_group_async(group, queueGroup, ^{

    for (NSUInteger i = 0; i < 5; i++) {
        NSLog(@"group - 03 - %@", [ NSThread currentThread]);
    }
});

//4.都完成后会自动通知
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"完成 - %@",[NSThread currentThread]);
});

打印结果

2017-03-20 17:43:17.266 TestGcd[9020:294003] group - 01 - {number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.266 TestGcd[9020:294005] group - 03 - {number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.267 TestGcd[9020:294003] group - 01 - {number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.267 TestGcd[9020:294005] group - 03 - {number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.268 TestGcd[9020:294003] group - 01 - {number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.269 TestGcd[9020:294005] group - 03 - {number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.272 TestGcd[9020:294005] group - 03 - {number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.272 TestGcd[9020:294005] group - 03 - {number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.280 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.281 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.284 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.285 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.286 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.294 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.312 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.312 TestGcd[9020:293944] group - 02 - {number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.315 TestGcd[9020:293944] 完成 - {number = 1, name = main}

以上就是GCD的基本功能，但它的能力远不止这写些，之后我会更新它的其它用途