OC-多线程 - 01 - 基础内容

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一、iOS中的常见多线程方案

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pthread 和 NSThread 是程序员自己创建线程，自己管理什么时候开启，什么时候结束。
GCD 和 NSOperation 则不用程序员自己管理，是系统管理。
NSThread 、 GCD 和 NSOperation 的底层使用的是 pthread。他们都是包装的 pthread。
pthread 在做加锁解锁的过程中会使用到

二、GCD 常用函数

GCD中有2个用来执行任务的函数

用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

立马在当前线程执行,要求当前任务执行完才能执行下一个任务

用异步的方式执行任务

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

不要求立马执行,可以等一会儿再执行.

GCD中还有两个非常重要的概念任务和队列.

而队列可以分为两大类型:

串行队列

让任务一个一个执行,要求上一个任务执行完才能执行下一个任务.

并发队列

可以同时执行多个任务 (自动开启多个线程同时执行任务).
并发队列只有在异步函数下才有效.

GCD源码：https://github.com/apple/swift-corelibs-libdispatch

下面我们就用代码来验证一下上面的几个概念,加深印象.

新建IOS项目

//---------------ViewController.m---------------
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务二 ------ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
    
}

RUN>

2021-05-20 15:57:38.196691+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.196837+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.196941+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.197055+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.197142+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.197230+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.197329+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.214870+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.215009+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.215100+0800 Interview04-gcd[4969:190481] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 1, name = main}
2021-05-20 15:57:38.215365+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.215492+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.215574+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.215677+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.215792+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.216237+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.217038+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.217201+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.217453+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}
2021-05-20 15:57:38.217714+0800 Interview04-gcd[4969:192796] 任务二 ------ {number = 4, name = (null)}

我们虽然吧两个任务添加到了全局并发队列中,但是执行的时候并不是同时执行的,而是等任务一执行完毕之后才执行任务二.这就是因为sync不具备开启新线程的能力,即使是并发队列也得在同一个线程中按顺序执行.

如果想让任务一和任务二同时执行,就需要在异步函数中执行任务:

//---------------ViewController.m---------------
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务二 ------ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
}

RUN>

2021-05-20 16:01:12.061877+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062094+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.061989+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062274+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062476+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062651+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062797+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.062862+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.063599+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.063635+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064132+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064289+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064477+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064614+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064894+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.064944+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.065315+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.065395+0800 Interview04-gcd[5047:198052] 任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ {number = 7, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.065566+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}
2021-05-20 16:01:12.065864+0800 Interview04-gcd[5047:198055] 任务二 ------ {number = 6, name = (null)}

需要注意的是,如果往主队列中添加任务,即使在异步函数也不会创建新的线程:

//---------------ViewController.m---------------
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue()
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务一 ------⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️⚽️ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"任务二 ------ %@",[NSThread currentThread]);
        }
        
    });
}

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这是因为主队列是一种特殊的串行队列,主队列中的任务会在主线程中执行

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 全局并发队列：姑且理解为系统为我们开启的一些全局线程
    /** dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)
     参数类型为：
     long identifier：ios 8.0 告诉队列执行任务的“服务质量 quality of service”，系统提供的参数有：
     
     QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 0x21,              用户交互(希望尽快完成，用户对结果很期望，不要放太耗时操作)
     QOS_CLASS_USER_INITIATED 0x19,                用户期望(不要放太耗时操作)
     QOS_CLASS_DEFAULT 0x15,                        默认(不是给程序员使用的，用来重置对列使用的)
     QOS_CLASS_UTILITY 0x11,                        实用工具(耗时操作，可以使用这个选项)
     QOS_CLASS_BACKGROUND 0x09,                     后台
     QOS_CLASS_UNSPECIFIED 0x00,                    未指定
     iOS 7.0 之前 优先级
     DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2                 高优先级
     DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0              默认优先级
     DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)               低优先级
     DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN  后台优先级
     
     BACKGROUND表示用户不需要知道任务什么时候完成，如果选择这个选项速度慢得令人发指，非常不利于调试！对于优先级推荐不要搞得太负责，就用最简单，以免发生优先级反转。
     
     unsigned long flags：苹果官方文档是这样解释的： Flags that are reserved for future use。标记是为了未来使用保留的！所以这个参数应该永远指定为0
     如果做ios8.0与ios7.0的适配，可以这样创建全局队列：
     dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(0, 0);
     试着用全局队列来做一下异步操作，看看是否为并发执行，如下代码
     dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(0, 0);
     */

三、GCD的队列

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）

四、容易混淆的术语

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：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
dispatch_sync 和 dispatch_async 用来控制是否要开启新的线程
队列的类型，决定了任务的执行方式(并发、串行)
dispatch_async 只是具备了开启新线程的能力，不代表一定会开启新线程。下面的代码就不具备开启新线程，打印结果是 1 (主线程)。

五、各种队列的执行效果

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特别备注

本系列文章总结自MJ老师在腾讯课堂iOS底层原理班（下）/OC对象/关联对象/多线程/内存管理/性能优化，相关图片素材均取自课程中的课件。如有侵权，请联系我删除，谢谢！

OC-多线程 - 01 - 基础内容

OC-多线程 - 01 - 基础内容

一、iOS中的常见多线程方案

二、GCD 常用函数

GCD中有2个用来执行任务的函数

GCD中还有两个非常重要的概念任务和队列.

串行队列

并发队列

三、GCD的队列

四、容易混淆的术语

五、各种队列的执行效果

特别备注

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