iOS 开发多线程 —— GCD(1)

时间:2023-03-09 05:42:48
iOS 开发多线程 —— GCD(1)

本文是根据文顶顶老师的博客学习总结而来,如有不妥之处,还望指出。http://www.cnblogs.com/wendingding/p/3807716.html

概览:

/*
纯c语言,提供了非常多强大的函数
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
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)
程序员只需告诉GCD要执行的任务,不需要编写任何线程管理代码 GCD核心概念:1)任务(执行什么操作) 2)队列(存放任务)
GCD会自动从队列中取出任务,放到对应的线程中执行
任务的取出遵循FIFO原则:先进先出,后进后出 常用函数:
同步函数:dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, DISPATCH_NOESCAPE dispatch_block_t block)
1)不具备开线程的能力,不能开线程
2)任务执行的方式:同步 异步函数:dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
1)具备开线程的能力,可以开线程
2)任务执行的方式:异步 队列类型:
并发队列:
1)可以让多个任务并发(同时)执行
2)并发功能只有在异步函数(dispatch_async)下才有效
串行队列:
1)让任务一个接一个的执行 同步、异步:能不能开启新的线程
并发、串行:任务的执行方式

一. 任务和队列

GCD中有2个核心概念

(1)任务:执行什么操作

(2)队列:用来存放任务

GCD的使用就2个步骤

(1)定制任务

(2)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

提示:任务的取出遵循队列的FIFO原则:先进先出,后进后出

二. 执行任务

1. GCD中有2个用来执行任务的函数

说明:把右边的参数(任务)提交给左边的参数(队列)进行执行。

(1)用同步的方式执行任务 dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

参数说明:

queue:队列

block:任务

(2)用异步的方式执行任务 dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

2. 同步和异步的区别

同步:在当前线程中执行

异步:在另一条线程中执行

三. 队列

1. 队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型

(1)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

(2)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)

2. 补充说明

有4个术语比较容易混淆:同步、异步、并发、串行

同步和异步决定了要不要开启新的线程

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

并发和串行决定了任务的执行方式

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

3. 串行队列

GCD中获得串行有2种途径

(1)使用dispatch_queue_create函数创建串行队列:

dispatch_queue_t  dispatch_queue_create(const char *label,  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列名称, 队列属性,一般用NULL即可

//label:队列名称

//attr:队列属性,为NULL时,默认为串行队列

DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列

DISPATCH_QUEUE_SERIAL:串行队列

示例:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", NULL); // 创建一个串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 创建一个并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 创建一个串行队列

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

(2)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

示例:

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

4. 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_t priority,unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 创建一个并发队列

示例:

这个参数是留给以后用的,暂时用不上,传个0。

第一个参数为优先级,这里选择默认的。获取一个全局的默认优先级的并发队列。

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

常见的创建方式:

//TODO: 异步函数 + 并发队列:
//开辟新的子线程,任务并发执行。开辟线程的个数不是由任务的个数决定,而是由GCD自己决定
-(void)asyncConcurrent{ // 1)创建队列 //全局并发队列
// dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); /*
第一个参数:队列的名字
第二个参数:队列的类型
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL:串行队列
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_async(queue, ^{
//需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
});
} //TODO:异步函数 + 串行队列:
//只会开辟一条子线程,所有任务在该子线程中串行执行。
-(void)asyncSerial{ // 1)创建队列
/*
第一个参数:队列的名字
第二个参数:队列的类型
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL:串行队列
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_async(queue, ^{ //需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]); });
dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
});
} //TODO:同步函数 + 并发队列:
//不会开辟新的子线程,所有任务在当前线程中串行执行。
-(void)syncConcurrent{ // 1)创建队列
/*
第一个参数:队列的名字
第二个参数:队列的类型
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL:串行队列
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_sync(queue, ^{
//需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
});
} //TODO:同步函数 + 串行队列:
//不会开辟新的子线程,所有任务在当前线程中串行执行。
-(void)syncSerial{ // 1)创建队列
/*
第一个参数:队列的名字
第二个参数:队列的类型
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL:串行队列
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_sync(queue, ^{
//需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
});
} //TODO:异步函数 + 主队列:
//不会开启线程,所有任务在主线程中串行执行
-(void)asyncMain{ // 1)创建主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_async(queue, ^{
//需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
});
} //TODO:同步函数 + 主队列:
//死锁
-(void)syncMain{ // 1)创建主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //2)封装任务,把任务添加到队列
dispatch_sync(queue, ^{
//需要执行的任务
NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
}); }

说明:同步函数不具备开启线程的能力,无论是什么队列都不会开启线程;异步函数具备开启线程的能力,开启几条线程由队列决定(串行队列只会开启一条新的线程,并发队列会开启多条线程)。

同步函数

(1)并发队列:不会开线程

(2)串行队列:不会开线程

异步函数

(1)并发队列:能开启N条线程

(2)串行队列:开启1条线程

常见用法:

1.从子线程回到主线程

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, ), ^{

       //在这执行一些耗时操作

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

            //回到主线程进行操作

        });

    });

2.延迟调用

(1)

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

注意:如果将

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];放到子线程中,例如:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

});

这时候程序不会运行 run 方法。

正确写法:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

[[NSRunLoop currentRunLoop] run];

});

(2)

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

//5秒后执行这里的操作,可以选择在哪个线程中执行,即:可以用dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0) 代替 dispatch_get_main_queue()

});

dispatch_group_t:

如果想在dispatch_queue(队列)中所有的任务执行完成后再做某种操作,在串行队列中,可以把该操作放到最后一个任务执行完成后继续,但是在并行队列中怎么做呢。这就有dispatch_group 成组操作

    dispatch_group_t groupT = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queueT = dispatch_queue_create("gcd.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//创建一个并发队列 dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
sleep();
NSLog(@"这是第一个任务=%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
NSLog(@"这是第二个任务=%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{ NSLog(@"这是第三个任务=%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_notify(groupT, queueT, ^{
NSLog(@"上面3个任务完成来到这里=%@",[NSThread currentThread]);
});

我们来看一下打印结果:

-- ::23.185829+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第二个任务=<NSThread: 0x1c42799c0>{number = , name = (null)}
-- ::23.186054+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第三个任务=<NSThread: 0x1c42799c0>{number = , name = (null)}
-- ::28.190651+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第一个任务=<NSThread: 0x1c02788c0>{number = , name = (null)}
-- ::28.191438+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 上面3个任务完成来到这里=<NSThread: 0x1c02788c0>{number = , name = (null)}

我们可以看到,只有当3个任务都完成的时候(即时第一个任务延时了5秒),才会调用dispatch_group_notify。

思考:如果在队列中添加了子线程,并有延时操作,上面的方法还适用吗?我们再来看代码演示。

dispatch_group_t groupT = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queueT = dispatch_queue_create("gcd.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//创建一个并发队列 dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
dispatch_async(queueT, ^{
sleep();
NSLog(@"这是第一个任务=%@",[NSThread currentThread]);
}); });
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
NSLog(@"这是第二个任务=%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{ NSLog(@"这是第三个任务=%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_notify(groupT, queueT, ^{
NSLog(@"上面3个任务完成来到这里=%@",[NSThread currentThread]);
});

再来看打印结果:

-- ::10.060225+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第二个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = , name = (null)}
-- ::10.060466+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第三个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = , name = (null)}
-- ::10.060701+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 上面3个任务完成来到这里=<NSThread: 0x1c04692c0>{number = , name = (null)}
-- ::15.065466+ NSThread-GCD-NSOperation[:] 这是第一个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = , name = (null)}

我们发现:当第一个任务是在子线程中做了延时操作时,队列中任务还没全部完成,就调用了dispatch_group_notify。

这时,我们需要用到:

dispatch_group_enter   //group内任务数+1

dispatch_group_leave   //group内任务数-1

当group内任务数为0时,任务全部完成,触发dispatch_group_notify

大致就这么理解吧。

继续看代码:

 dispatch_group_enter(groupT);//  +1
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
dispatch_async(queueT, ^{
sleep();
NSLog(@"currentThread1=%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_group_leave(groupT);// 任务完成-1
});
}); dispatch_group_enter(groupT);// +1
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
dispatch_async(queueT, ^{
sleep();
NSLog(@"currentThread2=%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_group_leave(groupT);// 任务完成-1
}); }); dispatch_group_enter(groupT);// +1
dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
dispatch_async(queueT, ^{
NSLog(@"currentThread3=%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_group_leave(groupT);// 任务完成-1
}); }); dispatch_group_notify(groupT, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"currentThread4=%@",[NSThread currentThread]);
});

看打印结果:

-- ::07.862952+ NSThread-GCD-NSOperation[:] currentThread3=<NSThread: 0x1c4278e40>{number = , name = (null)}
-- ::09.865219+ NSThread-GCD-NSOperation[:] currentThread2=<NSThread: 0x1c0663f40>{number = , name = (null)}
-- ::12.867091+ NSThread-GCD-NSOperation[:] currentThread1=<NSThread: 0x1c0079880>{number = , name = (null)}
-- ::12.867881+ NSThread-GCD-NSOperation[:] currentThread4=<NSThread: 0x1c0079680>{number = , name = main}

可以看到,解决了上面的问题,只有当group内所有任务都完成的时候才会出发dispatch_group_notify。

再介绍一个知识点:

再思考一下:如果有多个线程异步执行,正常情况下,这些线程是同时执行的,这时有个需求,要求先执行前面两个,后面的再执行,怎么办?

看代码:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"");
}); dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"");
}); dispatch_barrier_async(queue, ^{
//先执行此函数前面的代码
}); dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"");
});

dispatch_barrier_async

栅栏函数     先执行栅栏函数前面,再执行栅栏函数后面的

注意:不能使用全局并发队列 dispatch_get_global_queue