ios开发之多线程--GCD介绍

一.GCD简单介绍
1.什么是GCD
全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器”
C语言,提供了非常多强大的函数

2.GCD的优势
GCD是苹果公司为多核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

3.任务和队列
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
任务添加到队列
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FIFO原则:先进先出,后进后出

4.执行任务
GCD 中有 2 个用来执行任务的函数
同步 的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

queue :队列
block :任务
异步 的方式执行任务

dispatch_async(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

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

5.队列类型
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


重点提示:容易混淆的术语
4 个术语比较容易混淆: 同步 异步 并发 串行
同步 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

并发 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

二.创建队列
1.并发队列
GCD 默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要手动创建
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_tpriority,// 队列的优先级

unsigned longflags);// 此参数暂时无用,用0即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //获得全局并发队列

全局并发队列的优先级
#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 //
#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)
#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (- 2 ) //
#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

2.串行队列
GCD 中获得串行有 2 种途径
使用 dispatch_queue_create 函数创建串行队列

dispatch_queue_t

dispatch_queue_create(const char*label, //队列名称

dispatch_queue_attr_t attr); //队列属性,一般用NULL即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 创建

dispatch_release(queue); //ARC需要释放手动创建的队列

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_tqueue = dispatch_get_main_queue();

3.各种队列执行的效果
ios开发之多线程--GCD介绍_第1张图片

 注意

 使用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

三.线程间通信示例

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

        });

});


四.延时执行
iOS 常见的延时执行有 2 种方式
调用 NSObject 的方法

[self performSelector:@selector(run)withObject:nil afterDelay:2.0];

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

   

});

五.一次性代码
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

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)

});


六.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_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...

});

七.单例模式

1.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)

单例模式在ARC\MRC环境下的写法有所不同需要编写2套不同的代码
可以用宏判断是否为ARC环境

#if __has_feature(objc_arc)

// ARC

#else

// MRC

#endif

2.ARC中,单例模式的实现
.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)

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone*)zone {

   if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁

        @synchronized(self) {

            if (_instance == nil) { // 防止创建多次

    _instance = [super allocWithZone:zone];

            }

        }

   }

   return _instance;

}

提供1个类方法让外界访问唯一的实例

+ (instancetype)sharedMusicTool {

   if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁

          @synchronized(self) {

            if (_instance == nil) { // 防止创建多次

               _instance = [[self alloc] init];

            }

        }

   }

   return _instance;

}

实现copyWithZone:方法

- (id)copyWithZone:(struct _NSZone*)zone {

   return _instance;

}


3.ARC中(MRC),单例模式的实现ARC多了几个步骤)
p实现内存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release{}

- (id)autorelease { return self; }


八 .代码示例:

//1.串行队列 + 同步执行函数
//结论1. 没有开启新线程
//结论2. 按顺序执行
//开发中布经常用
- (void)serialAddSync
{
    NSLog(@"serialAddSycn%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //2.同步执行函数 将任务添加到串行队列中 交给同步执行函数执行
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务1
        NSLog(@"耗时任务1:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
    //往串行队列中 添加多个任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务2
        NSLog(@"耗时任务2:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任务3
        NSLog(@"耗时任务3:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
}



//2.串行队列 + 异步执行函数

//结论1.开启新线程
//2.同一队列的任务由同一个线程来执行,肯定是按顺序执行
//一个串行队列对应一条线程
- (void)serialAddAsync{
NSLog(@"serialAddAsycnBegan%@",[NSThread currentThread]);

//1.创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//2.异步执行函数 将任务添加到串行队列中 交给异步执行函数执行
dispatch_async(queue, ^{
//任务1
NSLog(@"耗时任务1:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任务2
NSLog(@"耗时任务2:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任务3
NSLog(@"耗时任务3:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任务1
NSLog(@"耗时任务4:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任务2
NSLog(@"耗时任务5:%@",[NSThread currentThread]);

});

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


}

//3.并发队列 + 同步执行函数
//没有开启新线程
//任务顺序执行(在同一线程(当前线程)中执行)
- (void)concurrentAddSync
{
    NSLog(@"concurrentAddSync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.将任务添加到队列中
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务2:%@",[NSThread currentThread]);
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//4.并发队列 + 异步执行函数(开发中使用最多)
//开启多条线程
//任务同时执行的
- (void)concurrentAddAsync {
    NSLog(@"concurrentAddAsync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.将任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务2:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务4:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//5.主队列 + 同步执行函数
    //1.如果当前线程为主线程 会照成主队列和主线程中的任务相互等待 无法执行 主线程卡死
    //主队列的任务都交给主线程执行
    
    //主队列和主线程中的任务相互等待 无法执行
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);

 //6.主队列 + 异步执行函数 (开发中需要回到主线程 使用 主队列 + 异步函数)
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);
    


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