iOS多线程（二）GCD

时间：2022-06-17 05:16:47

GCD

  • 全称是Grand Central Dispatch，“伟大的中枢调度器”
  • GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  • 纯C语言，提供了非常多强大的函数

优势

  1. GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
  2. 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）
  3. 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

基本概念

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

// 1.定制任务:确定想做的事情
// 2.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。
Tips：任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

任务

一、执行任务
 - queue：队列
 - block：任务
// 1.用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

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

// 3.GCD中还有个用来执行任务的函数
// 在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

注意:
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

队列

一、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
// 1.使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称 
dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

// 2.创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

// 3.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);
// dispatch_queue_priority_t priority(队列的优先级 )
// unsigned long flags( 此参数暂时无用，用0即可 )

// 4.获得全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

// 5.全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
二、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）
// 1.使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
// 创建串行队列（队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);

// 2.使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
注意：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。
三、各种队列的执行效果
iOS多线程（二）GCD

特别注意：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 (线程卡死)

新手易混淆

有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行

1.同步和异步主要影响：能不能开启新的线程

  • 同步：只是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

2.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

GCD运用

一、线程间通信

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
        });
});

二、延时执行

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后异步执行这里的代码...
});

三、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次
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)
});

四、快速迭代

// 使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
    // 执行10次代码，index顺序不确定
});

五、队列组

// 分别异步执行2个耗时的操作、2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
dispatch_group_t group =  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...
});

单例模式

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

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）

实现过程：

1.重写实现：

  • 创建一个需要单例模式的文件
// 1.在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;

// 2.重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}

// 3.提供1个类方法让外界访问唯一的实例
+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}

// 4.实现copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instance;
}

2.宏实现：

// .h文件
#define SingletonH(name) + (instancetype)shared##name;

// .m文件
#define SingletonM(name) \
static id _instance; \
 \
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone \
{ \
    static dispatch_once_t onceToken; \
    dispatch_once(&onceToken, ^{ \
        _instance = [super allocWithZone:zone]; \
    }); \
    return _instance; \
} \
 \
+ (instancetype)shared##name \
{ \
    static dispatch_once_t onceToken; \
    dispatch_once(&onceToken, ^{ \
        _instance = [[self alloc] init]; \
    }); \
    return _instance; \
} \
 \
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone \
{ \
    return _instance; \
}

单例模式

致谢

感谢您花时间阅读，期待与您的交流。

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