iOS多線程介紹

文丨清楓

方法

在iOS中有四種多線程方法：

  • Pthread
  • NSThread
  • GCD
  • NSOperation

其中Pthread和GCD是用C來實現，NSThread和NSOperation是Objective-C來實現；Pthread適用Linux、Unix、Windows等，線程生命周期靠程序員管理，跨平臺、使用難度大，iOS中很少使用；NSThread使用容易一些，但也是靠程序員手動管理；GCD和NSOperation在iOS中經常被使用，NSOperation是基于GCD的,我會主要來介紹GCD和NSOperation方法。

Pthread

雖然Pthread使用很少，要導入#import "pthread/pthread.h"，寫一個例子：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    //第一個參數：線程編號地址
    //第二個參數：線程的屬性
    //第三個參數:void * (*)  (void *)
    //int * 指向int類型的指針   void * 指向任何類型的指針
    //第四個參數 要執行函數的參數
    //函數的返回值 int類型 0是成功 非0是失敗
    pthread_t pthread;
    NSString *name=@"MrFung";
   int result= pthread_create(&pthread, NULL, test, (__bridge void *)(name));

    if(result==0){
        NSLog(@"成功");
    }else{
        NSLog(@"失敗");
    }

}

void *test(void *param){
    __unused NSString *name=(__bridge NSString *)(param);
    NSLog(@"hello");

    return NULL;
}

NSThread

使用NSThread有三種方式創建線程，先創建一個函數用于測試：

-(void)test{
    NSLog(@"hello");
}

方法一

//先創建再啟動
   NSThread *thread=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
   [thread start];

方法二

//創建并自動啟動
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(test) toTarget:self withObject:nil];

方法三

//使用NSObject方法創建并自動啟動
   [self performSelectorInBackground:@selector(test) withObject:nil];

GCD

GCD,是Grand Central Dispatch的縮寫，純C語言，它有很多優點：

  • 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）
  • 只需要告訴GCD想要執行什么任務，不需要編寫任何代碼

我們先來創建并執行線程：

//創建隊列
    dispatch_queue_t queue=dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //創建任務
    dispatch_block_t task=^{
        NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
    };
    //異步執行
    dispatch_async(queue, task);

//簡化用法
   dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0),^{
       NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);

串行隊列

  • 任務一個接一個的執行（一個任務執行完，才會執行下一個）。

同步

不開新線程，任務在當前線程按順序執行

dispatch_sync(dispatch_queue_create("MrFung", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);

異步

開啟新線程（1個），任務在新線程按順序執行

dispatch_async(dispatch_queue_create("MrFung", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);

并發隊列

  • 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。

同步

不開新線程，任務在當前線程按順序執行,相當于串行隊列的同步。

dispatch_sync(dispatch_queue_create("MrFung", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
       NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
   });

異步

開啟多個線程，任務無序執行，GCD管理線程有線程池的存在，多個任務執行所用的線程會被重用。

dispatch_async(dispatch_queue_create("MrFung", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
    NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
});

主隊列

主隊列又叫全局串行隊列，如果主線程正在執行代碼暫時不調度任務，等主線程執行結束后在執行任務。

同步

在主線程執行同步會發生死鎖，所以要開一個子線程

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
        });
});

異步

在主線程上，任務按順序執行

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"hello %@",[NSThread currentThread]);
    });

全局隊列

全局隊列本質是并發隊列，代碼參考上面并發隊列

dispatch_get_global_queue(0,0);

全局隊列和并發隊列的區別：

  • 并發隊列有名稱，可以跟蹤錯誤，全局隊列沒有
  • 在ARC中不需要考慮釋放內存，dispatch_release(q);不允許調用,在MRC中需要手動釋放內存，并發隊列是create創建出來的，在MRC中見到create就要用release,全局隊列不需要release(只有一個)
  • 一般我們使用全局隊列

其他操作

阻塞

//同步
dispatch_barrier_sync(<#dispatch_queue_t  _Nonnull queue#>, <#^(void)block#>);
//異步
dispatch_barrier_async(<#dispatch_queue_t  _Nonnull queue#>, <#^(void)block#>);

延遲執行

//    dispatch_time_t when,     延遲時間（納秒精度）
//    dispatch_queue_t queue,  隊列
//    dispatch_block_t block);  任務
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, NSEC_PER_SEC), dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    });

一次性執行

//當前線程執行
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{

});

調度組

//創建組，作用是判斷所有任務是否都執行完成
dispatch_group_t group=dispatch_group_create();
//隊列
dispatch_queue_t queue=dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //任務代碼
});
//異步任務執行完成后執行，到主線程提示用戶
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"任務執行完成");
});

NSOperation

NSOperation是Objective-C中一個抽象類

  • 是基于GCD的面向對象的封裝
  • 使用起來比GCD簡單
  • 能實現一些GCD比較難實現的功能
  • 蘋果公司推薦使用，NSOperation不用關心線程以及線程的生命周期

NSInvocationOperation

//創建操作
NSInvocationOperation *op=[[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:(test) object:nil];
//隊列
NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc]init];
//把操作添加到隊列
[queue addOperation:op];

NSBlockOperation

//創建操作
NSBlockOperation *op=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"hello  %@",[NSThread currentThread]);
}];
//創建隊列
NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc]init];
//把操作添加到隊列
[queue addOperation:op];
//任務結束后執行
[op setCompletionBlock:^{
    NSLog(@"end %@",[NSThread currentThread]);
}];

簡化寫法

//創建隊列
NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc]init];
//創建操作并把操作添加到隊列
[queue addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"hello  %@",[NSThread currentThread]);
}];

全局隊列

寫一個屬性

@property(nonatomic,strong)NSOperationQueue *queue;

進行懶加載

-(NSOperationQueue *)queue{
    if(_queue==nil)
        _queue=[[NSOperationQueue alloc]init];

    return _queue;
}

使用方法

[self.queue addOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"hello  %@",[NSThread currentThread]);
}];

回到主線程

//回到主線程更新UI
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{

}];

注意

多個線程訪問同一資源造成數據安全問題需要互斥鎖

synchronized(鎖對象){
  //需要鎖定的代碼
}

總結

多線程的使用很重要，學會它的原理才是最重要的，上面只是寫出了常用的方法，想要更了解線程的使用還是得閱讀源碼，才能對線程有更深的認識。


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