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。

三.任务和队列
GCD中,加入了两个非常重要的概念:任务队列

  • 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)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,GCDFIFO(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

三.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_SERIALNULL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()

四.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 - 0x6000000639c0>{number = 1, name = main}
2017-03-20 16:59:11.438 TestGcd[8245:264276] last: 0x6000000639c0>{number = 1, name = main}
2017-03-20 16:59:11.438 TestGcd[8245:264329] beforeSync: 0x60000006c200>{number = 3, name = (null)}
(lldb) 

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

分析:

  1. 使用DISPATCH_QUEUE_SERIAL这个参数,创建一个串行队列
  2. 打印begain - %@这句
  3. 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
  4. 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。

五.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 - 0x608000074400>{number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.266 TestGcd[9020:294005] group - 03 - 0x60000006fe80>{number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.267 TestGcd[9020:294003] group - 01 - 0x608000074400>{number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.267 TestGcd[9020:294005] group - 03 - 0x60000006fe80>{number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.268 TestGcd[9020:294003] group - 01 - 0x608000074400>{number = 3, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.269 TestGcd[9020:294005] group - 03 - 0x60000006fe80>{number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.272 TestGcd[9020:294005] group - 03 - 0x60000006fe80>{number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.272 TestGcd[9020:294005] group - 03 - 0x60000006fe80>{number = 4, name = (null)}
2017-03-20 17:43:17.280 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.281 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.284 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.285 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.286 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.294 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.312 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.312 TestGcd[9020:293944] group - 02 - 0x608000067800>{number = 1, name = main}
2017-03-20 17:43:17.315 TestGcd[9020:293944] 完成 - 0x608000067800>{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

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