(GeekBand) iOS高级编程第三周--GCD

什么是GCD

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

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

GCD中有2个核心概念

任务:执行什么操作
队列:用来存放任务

GCD的使用就2个步骤

定制任务
确定想做的事情

@@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

GCD中有2个用来执行任务的常用函数

用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue:队列
block:任务

用异步的方式执行任务

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

同步和异步的区别

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

GCD中还有个用来执行任务的函数:

dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
在前面的任务执行结束后它才执行,而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

GCD的队列可以分为2大类型

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)
并发功能只有在异步(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)

有4个术语比较容易混淆:同步、异步、并发、串行

同步和异步主要影响:能不能开启新的线程

同步:只是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

并发和串行主要影响:任务的执行方式

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

并发队列

使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称 
dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("GeekBand", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,可以无需手动创建
使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级
unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可

获得全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 

全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

串行队列

###使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
创建串行队列(队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("GeekBand", NULL); 

###使用主队列(跟主线程相关联的队列)
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行
使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

注意:

凡是函数名种带有create\copy\new\retain等字眼, 都应该在不需要使用这个数据的时候进行release。GCD的数据类型在ARC环境下不需要再做release。CF(Core Foundation)的数据类型在ARC环境下还是需要再做release。

各队列的执行效果

(GeekBand) iOS高级编程第三周--GCD_第1张图片
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线程之间的通信

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
        });
});

延时执行

iOS常见的延时执行

调用NSObject的方法

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法

使用GCD函数

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后异步执行这里的代码...
});

使用NSTimer(时间可能不准)

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO

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
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});

定时器

// 创建Timer
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
// 设置定时器的触发时间(1秒后)和时间间隔(每隔2秒)
dispatch_source_set_timer(self.timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);
// 设置回调
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
    NSLog(@"Timer %@", [NSThread currentThread]);
});
// 开始定时器
dispatch_resume(self.timer);
取消定时器
dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;

快速迭代

使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
// 执行10次代码,index顺序不确定
});

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

dispatch_group_t group =  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...
});

单例模式

单例模式的作用

可以保证在程序运行过程,一个类只有一个实例,而且该实例易于供外界访问
从而方便地控制了实例个数,并节约系统资源

单例模式的使用场合

在整个应用程序中,共享一份资源(这份资源只需要创建初始化1次)

ARC中,单例模式的实现
在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;

重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全)
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}

提供1个类方法让外界访问唯一的实例
+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}

实现copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

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