IOS多线程

基本内容:

线程同步执行:不开启新线程,同步添加任务到指定队列,顺序执行任务。

线程异步执行:可开启新线程,异步添加任务到指定队列,异步执行。

串行队列:单个执行先进先出原则顺序执行(主队列是特殊的串行队列)

并行队列:多个任务同时执行 (系统提供的Gooble并行队列)

同步,不论你在何种队列,阻塞当前代码执行。。。

异步,不论再何种队列,都不阻塞当前代码执行

// 串行队列的创建方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 主队列的获取方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

// 并发队列的创建方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

// 全局并发队列的获取方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

// 同步执行任务创建方法

dispatch_sync(queue, ^{

    // 这里放同步执行任务代码

});

// 异步执行任务创建方法

dispatch_async(queue, ^{

    // 这里放异步执行任务代码

});

所以组合的情况可以总结为:



我们来分别举例:

/**

* 异步执行 + 串行队列

* 特点:会开启新线程,但是因为任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。

*/

- (void)asyncSerial {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"asyncSerial---begin");

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务3

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    NSLog(@"asyncSerial---end");

}

输出结果为:

2018-02-23 20:41:17.029999+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:41:17.030212+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---begin

2018-02-23 20:41:17.030364+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---end

2018-02-23 20:41:19.035379+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:41:21.037140+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:41:23.042220+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:41:25.042971+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:41:27.047690+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:41:29.052327+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}

在异步执行 + 串行队列可以看到:

* 开启了一条新线程(异步执行具备开启新线程的能力,串行队列只开启一个线程)。

* 所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才开始执行的(异步执行不会做任何等待,可以继续执行任务)。

* 任务是按顺序执行的(串行队列每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。

下边讲讲刚才我们提到过的特殊队列:主队列。

* 主队列:GCD自带的一种特殊的串行队列

    * 所有放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行

    * 可使用dispatch_get_main_queue()获得主队列

/**

* 同步执行 + 主队列

* 特点(主线程调用):互等卡主不执行。

* 特点(其他线程调用):不会开启新线程,执行完一个任务,再执行下一个任务。

*/

- (void)syncMain {


    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"syncMain---begin");


    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();


    dispatch_sync(queue, ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_sync(queue, ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_sync(queue, ^{

        // 追加任务3

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    NSLog(@"syncMain---end");

}

输出结果

2018-02-23 20:42:36.842892+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:42:36.843050+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] syncMain---begin

(lldb)

在同步执行 + 主队列可以惊奇的发现:

* 在主线程中使用同步执行 + 主队列,追加到主线程的任务1、任务2、任务3都不再执行了,而且syncMain---end也没有打印,在XCode 9上还会报崩溃。这是为什么呢?

这是因为我们在主线程中执行syncMain方法,相当于把syncMain任务放到了主线程的队列中。而同步执行会等待当前队列中的任务执行完毕,才会接着执行。那么当我们把任务1追加到主队列中,任务1就在等待主线程处理完syncMain任务。而syncMain任务需要等待任务1执行完毕,才能接着执行。

那么,现在的情况就是syncMain任务和任务1都在等对方执行完毕。这样大家互相等待,所以就卡住了,所以我们的任务执行不了,而且syncMain---end也没有打印。

 要是如果不在主线程中调用,而在其他线程中调用会如何呢?

// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法会创建线程,并自动启动线程执行

selector 任务

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];

输出结果:

2018-02-23 20:44:19.377321+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] currentThread---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:44:19.377494+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---begin

2018-02-23 20:44:21.384716+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:23.386091+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:25.387687+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:27.388648+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:29.390459+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:31.391965+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:44:31.392513+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---end

在其他线程中使用同步执行 + 主队列可看到:

* 所有任务都是在主线程(非当前线程)中执行的,没有开启新的线程(所有放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行)。

* 所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行(同步任务需要等待队列的任务执行结束)。

* 任务是按顺序执行的(主队列是串行队列,每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。

为什么现在就不会卡住了呢?

因为syncMain 任务放到了其他线程里,而任务1、任务2、任务3都在追加到主队列中,这三个任务都会在主线程中执行。syncMain 任务在其他线程中执行到追加任务1到主队列中,因为主队列现在没有正在执行的任务,所以,会直接执行主队列的任务1,等任务1执行完毕,再接着执行任务2、任务3。所以这里不会卡住线程。


/**

* 异步执行 + 主队列

* 特点:只在主线程中执行任务,执行完一个任务,再执行下一个任务

*/

- (void)asyncMain {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"asyncMain---begin");

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

   dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务3

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    NSLog(@"asyncMain---end");

}

输出结果:

2018-02-23 20:45:49.981505+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:45:49.981935+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---begin

2018-02-23 20:45:49.982352+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---end

2018-02-23 20:45:51.991096+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:45:53.991959+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:45:55.992937+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:45:57.993649+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:45:59.994928+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 20:46:01.995589+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}

在异步执行 + 主队列可以看到:

* 所有任务都是在当前线程(主线程)中执行的,并没有开启新的线程(虽然异步执行具备开启线程的能力,但因为是主队列,所以所有任务都在主线程中)。

* 所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才开始执行的(异步执行不会做任何等待,可以继续执行任务)。

* 任务是按顺序执行的(因为主队列是串行队列,每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。


线程通信:

简单通信:耗时操作放入子线程,然后再次回到主线程

/**

* 线程间通信

*/

- (void)communication {

    // 获取全局并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 

    // 获取主队列

dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); 


    dispatch_async(queue, ^{

        // 异步追加任务

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

        // 回到主线程

        dispatch_async(mainQueue, ^{

            // 追加在主线程中执行的任务

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        });

    });

}

输出结果:

2018-02-23 20:47:03.462394+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:47:05.465912+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:47:07.466657+0800 YSC-GCD-demo[20154:5052953] 2---{number = 1, name = main}

栅栏通信:dispatch_barrier_async(注意栅栏通信只在自己定义的并行队列中有作用,是不能再系统队列中操作的。如globalQueue)

/**

* 栅栏方法 dispatch_barrier_async

*/

- (void)barrier {

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);


    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_barrier_async(queue, ^{

        // 追加任务 barrier

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"barrier---%@",[NSThread currentThread]);// 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务3

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务4

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });

}

输出结果:

2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:48:22.306290+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 20:48:24.311655+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 20:48:26.316943+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:48:26.316956+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 20:48:28.320660+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 20:48:28.320649+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}

在dispatch_barrier_async执行结果中可以看出:

在执行完栅栏前面的操作之后,才执行栅栏操作,最后再执行栅栏后边的操作。有效的组织了线程执行顺序

延迟执行:dispatch_after

在指定时间(例如3秒)之后执行某个任务。可以用 GCD 的dispatch_after函数来实现。

需要注意的是:dispatch_after函数并不是在指定时间之后才开始执行处理,而是在指定时间之后将任务追加到主队列中。严格来说,这个时间并不是绝对准确的,但想要大致延迟执行任务,dispatch_after函数是很有效的。

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

    NSLog(@"asyncMain--begin");

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    });

    NSLog(@"asyncMain--end");

2018-04-17 12:11:10.370618+0800 PerformanceDemo[6937:8252947] asyncMain--begin

2018-04-17 12:11:10.370618+0800 PerformanceDemo[6937:8252947] asyncMain--end

2018-04-17 12:11:15.370575+0800 PerformanceDemo[6937:8252947] after---{number = 1, name = main}

结果可以看到,atter5秒后才被执行,但是end优先结束了,因为它5秒后才被放入的朱队列。而不是执行


线程保障方法只执行一次 dispatch_once

创建单例、或者有整个程序运行过程中只执行一次的代码时,我们就用到了 GCD 的 dispatch_once 函数。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,并且即使在多线程的环境下,dispatch_once也可以保证线程安全。

/**

* 一次性代码(只执行一次)dispatch_once

*/

- (void)once {

    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)

    });

}


dispatch_apply替代for循环 执行一个方法多次

dispatch_apply按照指定的次数将指定的任务追加到指定的队列中,并等待全部队列执行结束。

如果是在串行队列中使用 dispatch_apply,那么就和 for 循环一样,按顺序同步执行。可这样就体现不出快速迭代的意义了。

利用并发队列进行异步执行。比如说遍历 0~5 这6个数字,for 循环的做法是每次取出一个元素,逐个遍历。dispatch_apply 可以 在多个线程中同时(异步)遍历多个数字。

还有一点,无论是在串行队列,还是异步队列中,dispatch_apply 都会等待全部任务执行完毕,这点就像是同步操作,也像是队列组中的 dispatch_group_wait方法。

/**

* 快速迭代方法 dispatch_apply

*/

- (void)apply {

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);


    NSLog(@"apply---begin");

    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {

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

    });

    NSLog(@"apply---end");

}

输出结果:

2018-02-23 22:03:18.475499+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin

2018-02-23 22:03:18.476672+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:03:18.476693+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:03:18.476704+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:03:18.476735+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---{number = 5, name = (null)}

2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:03:18.477038+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply—end

可以看到 虽然在异步队列中,它并么有因为并发操作而不阻塞主线程,但是顺序无法保障了

线程组通信

有时候我们会有这样的需求:分别异步执行2个耗时任务,然后当2个耗时任务都执行完毕后再回到主线程执行任务。这时候我们可以用到 GCD 的队列组。

调用队列组的 dispatch_group_async 先把任务放到队列中,然后将队列放入队列组中。或者使用队列组的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 组合 来实现

dispatch_group_async。

调用队列组的 dispatch_group_notify 回到指定线程执行任务。或者使用 dispatch_group_wait 回到当前线程继续向下执行(会阻塞当前线程)。

dispatch_group_notify

监听 group 中任务的完成状态,当所有的任务都执行完成后,追加任务到 group 中,并执行任务。注意它异步不阻塞当前线程

/**

* 队列组 dispatch_group_notify

*/

- (void)groupNotify {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"group---begin");


    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();


    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{

        // 等前面的异步任务1、任务2都执行完毕后,回到主线程执行下边任务

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

        NSLog(@"group---end");

    });

     NSLog(@“bellow group—mainthread——continue");

}

输出结果:

2018-02-23 22:05:03.790035+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:05:03.790237+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group—begin

2018-02-23 22:05:03.790237+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] bellow group—mainthread——continue

2018-02-23 22:05:05.792721+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:05:05.792725+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:05:09.798717+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:05:11.799827+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:05:11.799977+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---end

从dispatch_group_notify相关代码运行输出结果可以看出:

当所有任务都执行完成之后,才执行dispatch_group_notify block 中的任务。

dispatch_group_wait

暂停当前线程(阻塞当前线程),等待指定的 group 中的任务执行完成后,才会往下继续执行。

/**

* 队列组 dispatch_group_wait

*/

- (void)groupWait {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"group---begin");


    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();


    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

    });


// 等待上面的任务全部完成后,会往下继续执行(会阻塞当前线程)如果没有wait,本身不会阻塞当前线程继续执行

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);


    NSLog(@"group---end");

}

输出结果:

2018-02-23 22:10:16.939258+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:10:16.939455+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---begin

2018-02-23 22:10:18.943862+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:10:18.943861+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:10:20.947787+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:10:20.947790+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:10:20.948134+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---end

从dispatch_group_wait相关代码运行输出结果可以看出:当所有任务执行完成之后,才执行 dispatch_group_wait之后的操作。但是,使用dispatch_group_wait 会阻塞当前线程。


dispatch_group_enter、dispatch_group_leave组合使用

dispatch_group_enter 标志着一个任务追加到 group,执行一次,相当于 group 中未执行完毕任务数+1

dispatch_group_leave 标志着一个任务离开了 group,执行一次,相当于 group 中未执行完毕任务数-1。

当 group 中未执行完毕任务数为0的时候,才会使dispatch_group_wait解除阻塞,以及执行追加到dispatch_group_notify中的任务。

/**

* 队列组 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

*/

- (void)groupEnterAndLeave

{

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"group---begin");


    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_group_enter(group); //告知有一个任务啦 任务数量+1

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务1

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

dispatch_group_leave(group);//告知有一个任务执行完毕 任务数量-1

    });


dispatch_group_enter(group);//告知有一个任务执行完毕 任务数量+1

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务2

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

dispatch_group_leave(group);//告知有一个任务执行完毕 任务数量-1

    });


 //+1 +1 两次操作其实相当于两个异步任务加入了当前线程组 执行完毕后。继续后续操作。。。

    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.

        for (int i = 0; i < 2; ++i) {

            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程

        }

        NSLog(@"group---end");

    });


//    // 等待上面的任务全部完成后,会往下继续执行(会阻塞当前线程)

//    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

//

//    NSLog(@"group---end");

}

输出结果:

2018-02-23 22:14:17.997667+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:14:17.997839+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---begin

2018-02-23 22:14:20.000298+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:14:20.000305+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:14:22.001323+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:14:22.001339+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:14:24.002321+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:14:26.002852+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:14:26.003116+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group—end

实际项目中一般封装了网络请求:

dispatch_queue_t currentQueue = dispatch_queue_create("com.kevin.groupqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    dispatch_group_async(group, currentQueue, ^{

        dispatch_group_enter(group);

        [FBFieldPayMainInfoRequest startRequestWithAppCode:self.appCode success:^(id response) {

            dispatch_group_leave(group);

            mainInfoResponse = response;

        } failure:^(NSError *error) {

            dispatch_group_leave(group);


        }];

    });

    dispatch_group_async(group, currentQueue, ^{

        dispatch_group_enter(group);

        [FBFieldPaymentPlanRequest startRequestWithAppCode:self.appCode success:^(id response) {

            dispatch_group_leave(group);

            listInfoResponse = response;

        } failure:^(NSError *error) {


        }];


    });

    dispatch_group_notify(group, currentQueue, ^{

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

            [self configMainInfoData:mainInfoResponse listInfoData:listInfoResponse];

            [self.tableView.fb_header endRefreshing];

        });

    });

实际这样的模式就可以

     异步

    dispatch_group_async(group, globleq, ^{

        

    })

    需要阻塞就加上

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    异步执行完执行notify

    dispatch_group_notify(group, globleq, ^{

        NSLog(@"dispatch_group_notify");

    });

但是我们一般网络框架都进行了封装。无法直接使用dispatch_group_async。所以必须enter、leave如下模式:

    dispatch_group_enter(group);

    异步

    dispatch_async(globleq, ^{

        //耗时操作

        dispatch_group_leave(group);

    });

    需要阻塞就加上

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    异步执行完执行notify

    dispatch_group_notify(group, globleq, ^{

    });

从dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相关代码运行结果中可以看出:当所有任务执行完成之后,才执行 dispatch_group_notify 中的任务。这里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave组合,其实等同于dispatch_group_async。



Dispatch Semaphore 线程同步

信号量实现线程同步操作

我们在开发中,会遇到这样的需求:异步执行耗时任务,并使用异步执行的结果进行一些额外的操作。换句话说,相当于,将将异步执行任务转换为同步执行任务。比如说:AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的 tasksForKeyPath: 方法。通过引入信号量的方式,等待异步执行任务结果,获取到 tasks,然后再返回该 tasks。

- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {

    __block NSArray *tasks = nil;

    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

    [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {

        if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {

            tasks = dataTasks;

        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {

            tasks = uploadTasks;

        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {

            tasks = downloadTasks;

        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {

            tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];

        }

        dispatch_semaphore_signal(semaphore);

    }];

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    return tasks;

}

下面,我们来利用 Dispatch Semaphore 实现线程同步,将异步执行任务转换为同步执行任务。

/**

* semaphore 线程同步

*/

- (void)semaphoreSync {


    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"semaphore---begin");


    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);


    __block int number = 0;

    dispatch_async(queue, ^{

        // 追加任务1

        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作

        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程


        number = 100;


        dispatch_semaphore_signal(semaphore);

    });


    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    NSLog(@"semaphore---end,number = %zd",number);

}

输出结果:

2018-02-23 22:22:26.521665+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:22:26.521869+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---begin

2018-02-23 22:22:28.526841+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246638] 1---{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:22:28.527030+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---end,number = 100

从 Dispatch Semaphore 实现线程同步的代码可以看到:

semaphore---end 是在执行完 number = 100; 之后才打印的。而且输出结果 number 为 100。这是因为异步执行不会做任何等待,可以继续执行任务。

执行顺如下:

semaphore 初始创建时计数为 0。

异步执行将任务 1 追加到队列之后,不做等待,接着执行dispatch_semaphore_wait方法,semaphore 减 1,此时 semaphore == -1,当前线程进入等待状态。

然后,异步任务 1 开始执行。任务1执行到dispatch_semaphore_signal之后,总信号量加1,此时 semaphore == 0,正在被阻塞的线程(主线程)恢复继续执行。

最后打印semaphore---end,number = 100。

这样就实现了线程同步,将异步执行任务转换为同步执行任务。

线程安全(使用 semaphore 加锁)

考虑线程安全的代码:

/**

* 线程安全:使用 semaphore 加锁

* 初始化火车票数量、卖票窗口(线程安全)、并开始卖票

*/

- (void)initTicketStatusSave {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程

    NSLog(@"semaphore---begin");


    semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);


    self.ticketSurplusCount = 50;


    // queue1 代表北京火车票售卖窗口

    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    // queue2 代表上海火车票售卖窗口

    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);


    __weak typeof(self) weakSelf = self;

    dispatch_async(queue1, ^{

        [weakSelf saleTicketSafe];

    });


    dispatch_async(queue2, ^{

        [weakSelf saleTicketSafe];

    });

}

/**

* 售卖火车票(线程安全)

*/

- (void)saleTicketSafe {

    while (1) {

        // 相当于加锁

        dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);


        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果还有票,继续售卖

            self.ticketSurplusCount--;

            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);

            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];

        } else { //如果已卖完,关闭售票窗口

            NSLog(@"所有火车票均已售完");


            // 相当于解锁

            dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);

            break;

        }


        // 相当于解锁

        dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);

    }

}

输出结果为:

2018-02-23 22:32:19.814232+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] currentThread---{number = 1, name = main}

2018-02-23 22:32:19.814412+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] semaphore---begin

2018-02-23 22:32:19.814837+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票数:49 窗口:{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:32:20.017745+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票数:48 窗口:{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:32:20.222039+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票数:47 窗口:{number = 3, name = (null)}

...

2018-02-23 22:32:29.024817+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票数:4 窗口:{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:32:29.230110+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票数:3 窗口:{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:32:29.433615+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票数:2 窗口:{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:32:29.637572+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票数:1 窗口:{number = 3, name = (null)}

2018-02-23 22:32:29.840234+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票数:0 窗口:{number = 4, name = (null)}

2018-02-23 22:32:30.044960+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 所有火车票均已售完

2018-02-23 22:32:30.045260+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 所有火车票均已售完

可以看出,在考虑了线程安全的情况下,使用 dispatch_semaphore机制之后,得到的票数是正确的,没有出现混乱的情况。我们也就解决了多个线程同步的问题。


面试案例

NSURLConnection和NSURLSession差别

普通任务和上传

NSURLSession 针对下载/上传等复杂的网络操作提供了专门的解决方案,针对普通、上传和下载分别对应三种不同的网络请求任务:NSURLSessionDataTask,NSURLSessionUploadTask 和 NSURLSessionDownloadTask。创建的 task 都是挂起状态,需要 resume 才能启动。

当服务器返回的数据较小时,NSURLSession 与 NSURLConnection 执行普通任务的操作步骤没有区别。

执行上传任务时,NSURLSession 与 NSURLConnection 一样需要设置 POST 请求的请求体进行上传。

下载任务方式

NSURLConnection下载文件时,先是将整个文件下载到内存,然后再写入到沙盒,如果文件比较大,就会出现内存暴涨的情况。

而使用 NSURLSessionDownloadTask 下载文件,会默认下载到沙盒中的 tmp 文件中,不会出现内存暴涨的情况,但是在下载完成后会把 tmp 中的临时文件删除,需要在初始化任务方法时,在 completionHandler 回调中增加保存文件的代码。

请求方法的控制

NSURLConnection 实例化对象,实例化开始,默认请求就发送(同步发送),不需要调用 start 方法。而 cancel 可以停止请求的发送,停止后不能继续访问,需要创建新的请求。

NSURLSession 有三个控制方法,取消(cancel)、暂停(suspend)、继续(resume),暂停以后可以通过继续恢复当前的请求任务。

断点续传的方式

NSURLConnection 进行断点下载,通过设置访问请求的 HTTPHeaderField 的 Range 属性,开启运行循环,NSURLConnection 的代理方法作为运行循环的事件源,接收到下载数据时代理方法就会持续调用,并使用 NSOutputStream 管道流进行数据保存。

NSURLSession 进行断点下载,当暂停下载任务后,如果 downloadTask(下载任务)为非空,调用 cancelByProducingResumeData:(void (^)(NSData *resumeData))completionHandler 这个方法,这个方法接收一个参数,完成处理代码块,这个代码块有一个 NSData 参数 resumeData,如果 resumeData 非空,我们就保存这个对象到视图控制器的 resumeData 属性中,在点击再次下载时,通过调用[ [self.session downloadTaskWithResumeData:self.resumeData] resume]方法进行继续下载操作。

经过以上比较可以发现,使用 NSURLSession 进行断点下载更加便捷。

配置信息

NSURLSession 的构造方法sessionWithConfiguration:delegate:delegateQueue中有一个 NSURLSessionConfiguration 类的参数可以设置配置信息,其决定了 cookie,安全和高速缓存策略,最大主机连接数,资源管理,网络超时等配置。NSURLConnection 不能进行这个配置,相比较与 NSURLConnection 依赖与一个全局的配置对象,缺乏灵活性而言,NSURLSession 有很大的改进了。


线程案例: 

```

dispatch_semaphore 信号量demo 异步转同步

dispatch_semaphore_t s = dispatch_semaphore_create(1);

    dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("dsssqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    for (int i = 0 ; i< 10; i++) {

        dispatch_async(q, ^{

            dispatch_semaphore_wait(s, DISPATCH_TIME_FOREVER);

            NSLog(@"%d---00000---%@",i,NSThread.currentThread);

            dispatch_semaphore_signal(s);

        });

    }


    NSLog(@"mid....");

    for (int i = 0 ; i< 10; i++) {

        dispatch_async(q, ^{

            dispatch_semaphore_wait(s, DISPATCH_TIME_FOREVER);

            NSLog(@"1-----11111---%@",NSThread.currentThread);

            dispatch_semaphore_signal(s);

        });

    }

    NSLog(@"end....”);

print

2021-03-02 16:17:43.850928+0800 KKKThread[29041:3156398] mid....

2021-03-02 16:17:43.851088+0800 KKKThread[29041:3156398] end....

2021-03-02 16:17:43.851042+0800 KKKThread[29041:3156483] 0---00000---{number = 4, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.851324+0800 KKKThread[29041:3158082] 1---00000---{number = 21, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.852119+0800 KKKThread[29041:3158083] 2---00000---{number = 22, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.853374+0800 KKKThread[29041:3158084] 3---00000---{number = 23, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.853610+0800 KKKThread[29041:3156483] 5---00000---{number = 4, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.853939+0800 KKKThread[29041:3158085] 4---00000---{number = 24, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.854261+0800 KKKThread[29041:3158086] 6---00000---{number = 25, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.854507+0800 KKKThread[29041:3158087] 7---00000---{number = 26, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.854816+0800 KKKThread[29041:3158088] 8---00000---{number = 27, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.855026+0800 KKKThread[29041:3158089] 9---00000---{number = 28, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.855461+0800 KKKThread[29041:3158090] 1-----11111---{number = 29, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.856047+0800 KKKThread[29041:3158082] 1-----11111---{number = 21, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911037+0800 KKKThread[29041:3158091] 1-----11111---{number = 30, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911237+0800 KKKThread[29041:3158092] 1-----11111---{number = 31, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911392+0800 KKKThread[29041:3158093] 1-----11111---{number = 32, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911565+0800 KKKThread[29041:3158094] 1-----11111---{number = 33, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911738+0800 KKKThread[29041:3158095] 1-----11111---{number = 34, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.911890+0800 KKKThread[29041:3158096] 1-----11111---{number = 35, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.912049+0800 KKKThread[29041:3158097] 1-----11111---{number = 36, name = (null)}

2021-03-02 16:17:43.912239+0800 KKKThread[29041:3158098] 1-----11111---{number = 37, name = (null)}

信号量使用注意事项 释放时候信号量值大于等于初始化值

    dispatch_semaphore_t sig = dispatch_semaphore_create(1);

            dispatch_semaphore_t sig1 = dispatch_semaphore_create(1);

            dispatch_semaphore_t sig2 = dispatch_semaphore_create(1);


            dispatch_async(queue, ^{

                dispatch_semaphore_wait(sig, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                [self testA];

                dispatch_semaphore_signal(sig);

            });

            dispatch_async(queue, ^{

                dispatch_semaphore_wait(sig1, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                [self testB];

                dispatch_semaphore_signal(sig1);

            });

            dispatch_async(queue, ^{

                dispatch_semaphore_wait(sig2, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                [NSThread sleepForTimeInterval:1];

                [self testC];

                dispatch_semaphore_signal(sig2);

            });



            dispatch_async(queue, ^{

                dispatch_semaphore_wait(sig, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                dispatch_semaphore_wait(sig1, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                 ;

                dispatch_semaphore_wait(sig2, DISPATCH_TIME_FOREVER);

                NSLog(@" --- end -=---");


                //如果执行到此刻释放。信号量值为0.。直接崩溃了。。。EXC_BAD_INSTRUCTION 崩溃

                dispatch_semaphore_signal(sig);

                dispatch_semaphore_signal(sig1);

                dispatch_semaphore_signal(sig2);

            });

```

你可能感兴趣的:(IOS多线程)