iOS多线程总结

时间：2023-01-20 21:09:18

总览

iOS多线程开发的技术，主要包括pthread、NSThread、GCD、NSOperation；其中pthread/NSThread用的情况不多，而GCD和NSOperation用的比较频繁，所以是重点。

pthread

pthread的全称叫POSIX Thread，是一个线程管理的通用规范，基本上所有的开发平台都有实现，所以用pthread实现的代码，其通用性比较强。然而pthread不是面向对象的，而且需要开发者自己管理线程，包括创建线程、结束线程、处理冲突、各种锁等，一般在底层开发的时候用的会比较多，比如C语言的开发等，在iOS中用的很少。我曾经在一个音频库中用过。这个东西了解一下就好。

NSThread

NSThread可以说是对pthread的封装，里面有几个比较好用的方法，下面一一讲一下。

初始化和开始线程

//初始化线程，SEL是线程的入口
- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument;
//开始线程
- (void)start;

暂停线程

//让线程休眠到某一时刻
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
//让线程休眠一段时间
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

几个变量+方法，获取线程的情况

NSThread有几个参数，可以很方便的得到线程的运行情况：

executing ：线程是否在运行；

finished：线程是否结束；

cancelled：线程是否被取消了；

[NSThread isMainThread]：当前线程是不是主线程；

[NSThread currentThread]：获取当前线程；

可以看出来，NSThread的功能比较简单，实际开发中用的也不多，了解一下就好。

GCD(Grand Central Dispatch)

同学们注意，划重点了！（敲黑板）

简介

GCD是iOS和Mac系统中实现的多线程模块，在实际开发过程中用的也最多，要着重掌握。

几个概念：

queue：也就是dispatch_queue，就是处理多线程的queue，tasks都是放在queue中处理的。一个queue可以维护多个threads。

task：每一个任务，叫做task；task被enqueue进queue之后，由queue自主分配线程执行。

GCD的优点：

1、使用简单，不需要创建和维护线程；

2、灵活方便，大部分情况下可以避免维护线程锁；

下面逐个知识点介绍。

dispatch_queue的种类

共2类：

serial queue：也就是每次只能执行一个task，后面再enqueue进来的task，要等到前面的task执行完之后再依次执行，即FIFO规则。serial queue的这个特性，可以用来处理多个线程要写一个资源的情况。将所有tasks放到一个serial queue中，就可以直接实现这个需求，而不需要自己管理锁；

concurrent queue：可以同步执行多个tasks。每个task运行于独立的线程中。执行任务时，也是按照添加到queue的顺序执行。

一个特殊的queue：main queue，也就是刷新UI所用的queue。它是serial queue，所以当阻塞main queue的时候，UI的刷新就会被阻塞。main queue通过dispatch_get_main_queue()方法得到。

系统提供了4个可以直接使用的concurrent queues，按照queue的优先级，分为4种：

high/default/low/background；

通过dispatch_get_global_queue()方法来获取。

dispatch执行task的方式

queue执行task的方式有2种：async和sync方式。

async方法：用这种方法执行task时，当前queue(一般是main queue)不会被阻塞。async方法比较更常用一些。

sync方法：用这种方法执行task时，当前queue会等待task任务完成，再继续执行下面的任务。比如，如果在main queue时，使用sync方法，main queue就会被阻塞，此时UI无法操作。

注意：如果在一个serial queue中执行sync方法，并再次调用此queue，会导致死锁。下面举个栗子：

//在main queue中
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(),^{
NSLog(@"where is main queue?");
});

为什么会导致死锁？因为main queue是一个serial queue，此时执行sync方法，会导致main queue被锁住。而sync方法又要求在main queue中执行task（此时main queue已经被锁住了），导致此task一直在等待解锁，从而导致死锁。

dispatch_group

dispatch_group是用来管理一组queue的方法。比如，如果需要在一组queue都执行完任务再进行下一步操作，就可以用到dispatch_group。

具体做法：

//将queue加入到group
dispatch_group_async(group, queue, ^(block));
//多个dispatch_group_async
//...
//当所有block都执行完毕，此block才会被调用
dispatch_group_notify(group, queue, ^(block));

//或者用wait方法也可以实现，还可以加一个超时时间
dispatch_group_wait(group, 10);//阻塞当前线程
//继续操作
//...

其它要注意的地方

dispatch_apply使用技巧

根据苹果的官方文档，如果需要很多个任务，可以用dispatch_apply()来实现，这样做比直接用for循环效率高。

dispatch_apply是sync的调用方法，因此会阻塞当前线程。可以将dispatch_apply包装到dispatch_async中来实现。按照文档说法，调用dispatch_apply后，需要等待所有tasks都执行结束，才会执行后面的操作。所以它也应该可以实现dispatch_group可以实现的功能。

dispatch_get_current_queue被deprecated了

为什么？我的理解是，有2个原因：

  1. 如果在queue A中调用queue B，这个时候current queue是A还是B呢？这个就比较难以回答。一般来讲我们想得到的答案是A，但实际上结果是B。但我们没必要知道我们在B上，因为是我们自己调用的queue B。
  2. 如果当前queue是serial queue，容易导致死锁。

单例模式的几种实现方式

  1. 用@synchronized关键字：

    static id instance;
    - (instancetype)singleton{
     @synchronized(self){
    if (instance == nil){
         instance = ...;
       }
     }
    return instance;
    }

    @synchronized是Objective-C层面实现的互斥锁，以此保证同一时刻只会执行一个task，从而实现单例模式。

  2. 用dispatch_once：

    static id instance;
    - (instancetype)singleton{
     static dispatch_once_t onceToken;
     dispatch_once(&onceToken, ^{
       instance = ...;
     });
    return instance;
    }

    dispatch_once可以保证代码只被执行一次，从而实现单例模式。

如何解决争夺资源的问题？

  1. 用@synchronized方法；
  2. 用serial queue；
  3. 用dispatch_barrier_async()方法。此方法会保证queue在当前时刻，只会执行这一个task；

NSOperaion/NSOperationQueue

NSOperation和NSOperationQueue是对GCD的封装，使之面向对象，更好用。

NSOperation -> GCD的task；

NSOperationQueue -> GCD的queue；

NSOperation有2个subClass，NSInvocationOperation(调用function)和NSBlockOperation(调用block)。

讲一下它们的优势。

NSOperation在执行的过程中，可以方便的取消操作：

[operation cancel];

还可以设置任务执行完成之后的操作：

[operation setCompletionBlock:^{
 //任务完成后的操作
}];

NSOperation可以添加多个操作，这些操作是在多个线程中同时执行的：

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
//操作1
}];
[operation addExecutionBlock:^{
//操作2
}];
[operation addExecutionBlock:^{
//操作3
}];
[operation start];

NSOperation可以同时管理多个operation，比如批量暂停、等待所有操作都完成之后再继续等。

NSOperationQueue可以设置队列的最大并发操作数目：

queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

这样就实现了一个serial queue。实现concurrent queue也是一样，只是将数目改一下就好了。

NSOperation有一个比较强大的功能，可以设置各个operation之间的相互依赖：

//在operationA完成之后，operationB才开始执行
[operationB addDependency:operationA];

而且支持图状的依赖（当然是无环图，如果是有环图的话，就死锁了）。
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