iOS-多線程(GCD)

簡介

什么是GCD
全稱是Grand Central Dispatch,可譯為“偉大的中樞調度器”
純C語言,提供了非常多強大的函數

  • GCD的優勢
    GCD是蘋果公司為多核的并行運算提出的解決方案
    GCD會自動利用更多的CPU內核(比如雙核、四核)
    GCD會自動管理線程的生命周期(創建線程、調度任務、銷毀線程)
    程序員只需要告訴GCD想要執行什么任務,不需要編寫任何線程管理代碼

任務和隊列

  • GCD中有2個核心概念
    任務:執行什么操作
    隊列:用來存放任務

  • GCD的使用就2個步驟
    定制任務
    確定想做的事情

  • 將任務添加到隊列中
    GCD會自動將隊列中的任務取出,放到對應的線程中執行
    任務的取出遵循隊列的FIFO原則:先進先出,后進后出

執行任務

  • GCD中有2個用來執行任務的常用函數
    用同步的方式執行任務
    dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    queue:隊列
    block:任務

  • 用異步的方式執行任務
    dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

  • 同步和異步的區別
    同步:只能在當前線程中執行任務,不具備開啟新線程的能力
    異步:可以在新的線程中執行任務,具備開啟新線程的能力

  • GCD中還有個用來執行任務的函數:
    dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    在前面的任務執行結束后它才執行,而且它后面的任務等它執行完成之后才會執行

隊列的類型

  • GCD的隊列可以分為2大類型
    并發隊列(Concurrent Dispatch Queue)
    可以讓多個任務并發(同時)執行(自動開啟多個線程同時執行任務)
    并發功能只有在異步(dispatch_async)函數下才有效

  • 串行隊列(Serial Dispatch Queue)
    讓任務一個接著一個地執行(一個任務執行完畢后,再執行下一個任務)

容易混淆的術語

  • 有4個術語比較容易混淆:同步、異步、并發、串行
    同步和異步主要影響:能不能開啟新的線程
    同步:只是在當前線程中執行任務,不具備開啟新線程的能力
    異步:可以在新的線程中執行任務,具備開啟新線程的能力

  • 并發和串行主要影響:任務的執行方式
    并發:多個任務并發(同時)執行
    串行:一個任務執行完畢后,再執行下一個任務

并發隊列

  • 使用dispatch_queue_create函數創建隊列
    dispatch_queue_t
    dispatch_queue_create(const char *label, // 隊列名稱
    dispatch_queue_attr_t attr); // 隊列的類型

  • 創建并發隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    GCD默認已經提供了全局的并發隊列,供整個應用使用,可以無需手動創建
    使用dispatch_get_global_queue函數獲得全局的并發隊列
    dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
    dispatch_queue_priority_t priority, // 隊列的優先級
    unsigned long flags); // 此參數暫時無用,用0即可

  • 獲得全局并發隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

  • 全局并發隊列的優先級
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(中)
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺

串行隊列

  • GCD中獲得串行有2種途徑
    使用dispatch_queue_create函數創建串行隊列
    // 創建串行隊列(隊列類型傳遞NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);

  • 使用主隊列(跟主線程相關聯的隊列)
    主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列
    放在主隊列中的任務,都會放到主線程中執行
    使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

線程間通信示例

  • 從子線程回到主線程

     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), 
              ^{
                   // 執行耗時的異步操作...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                                 // 回到主線程,執行UI刷新操作
                                                });
               });
    

延時執行

  • iOS常見的延時執行
    調用NSObject的方法
    [self performSelector:@selector(run)
    withObject:nil afterDelay:2.0];
    // 2秒后再調用self的run方法

  • 使用GCD函數
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,
    (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)),
    dispatch_get_main_queue(),
    ^{
    // 2秒后異步執行這里的代碼...
    });

  • 使用NSTimer
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0
    target:self
    selector:@selector(test)
    userInfo:nil
    repeats:NO];

一次性代碼

  • 使用dispatch_once函數能保證某段代碼在程序運行過程中只被執行1次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執行1次的代碼(這里面默認是線程安全的)
    });

定時器

// 創建Timer

      self.timer=dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());

// 設置定時器的觸發時間(1秒后)和時間間隔(每隔2秒)

    dispatch_source_set_timer(self.timer,dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);

// 設置回調

   dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
  NSLog(@"Timer %@", [NSThread currentThread]);
  });

// 開始定時器

  dispatch_resume(self.timer);

// 取消定時器

dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;

快速迭代

  • 使用dispatch_apply函數能進行快速迭代遍歷
    dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
    // 執行10次代碼,index順序不確定
    });

隊列組

  • 有這么1種需求
    首先:分別異步執行2個耗時的操作
    其次:等2個異步操作都執行完畢后,再回到主線程執行操作

  • 如果想要快速高效地實現上述需求,可以考慮用隊列組

 dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
 dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), 
^{
// 執行1個耗時的異步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0),
 ^{
// 執行1個耗時的異步操作
});

//

  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(),
^{
        // 等前面的異步操作都執行完畢后,回到主線程...
});

單例模式

  • 單例模式的作用
    可以保證在程序運行過程,一個類只有一個實例,而且該實例易于供外界訪問
    從而方便地控制了實例個數,并節約系統資源

  • 單例模式的使用場合
    在整個應用程序中,共享一份資源(這份資源只需要創建初始化1次)

  • ARC中,單例模式的實現
    在.m中保留一個全局的static的實例
    static id _instance;

  • 重寫allocWithZone:方法,在這里創建唯一的實例(注意線程安全)
    + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
    }

  • 提供1個類方法讓外界訪問唯一的實例
    + (instancetype)sharedInstance
    {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
    }

  • 實現copyWithZone:方法
    - (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
    return _instance;
    }

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