iOS多線程之GCD詳解(看我就夠了)

簡介

  • 什么是GCD
    全稱是Grand Central Dispatch,可譯為“牛逼的中樞調(diào)度器”
    純C語言,提供了非常多強大的函數(shù)

  • GCD的優(yōu)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(nèi)核(比如雙核、四核)
    GCD會自動管理線程的生命周期(創(chuàng)建線程、調(diào)度任務、銷毀線程)
    程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)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(zhí)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(zhí)行
    任務的取出遵循隊列的FIFO原則:先進先出,后進后出

執(zhí)行任務

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

  • 同步和異步的區(qū)別
    同步:只能在當前線程中執(zhí)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(zhí)行任務,具備開啟新線程的能力

  • GCD中還有個用來執(zhí)行任務的函數(shù):
    dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    在前面的任務執(zhí)行結束后它才執(zhí)行,而且它后面的任務等它執(zhí)行完成之后才會執(zhí)行
    這個queue不能是全局的并發(fā)隊列

隊列的類型

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

  • 串行隊列(Serial Dispatch Queue)
    讓任務一個接著一個地執(zhí)行(一個任務執(zhí)行完畢后,再執(zhí)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(fā)、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(zhí)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(zhí)行任務,具備開啟新線程的能力

  • 并發(fā)和串行主要影響:任務的執(zhí)行方式
    并發(fā):允許多個任務并發(fā)(同時)執(zhí)行
    串行:一個任務執(zhí)行完畢后,再執(zhí)行下一個任務

創(chuàng)建隊列

并發(fā)隊列
  • 使用dispatch_queue_create函數(shù)創(chuàng)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(chuàng)建并發(fā)隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

  • GCD默認已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊列,供整個應用使用,可以無需手動創(chuàng)建
    使用dispatch_get_global_queue函數(shù)獲得全局的并發(fā)隊列
    dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
    dispatch_queue_priority_t priority, // 隊列的優(yōu)先級
    unsigned long flags); // 此參數(shù)暫時無用,用0即可

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

  • 全局并發(fā)隊列的優(yōu)先級
    1.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
    2.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(中)
    3.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
    4.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(shù)創(chuàng)建串行隊列
    // 創(chuàng)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(lián)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(zhí)行
    使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

各種隊列的執(zhí)行效果

|并發(fā)隊列| 手動創(chuàng)建的串行隊列 | 主隊列
---|----|------|----
同步(sync) | 沒有開啟新線程、串行執(zhí)行任務 | 沒有開啟新線程、串行執(zhí)行任務|沒有開啟新線程、串行執(zhí)行任務
異步(async) | 有開啟新線程、并發(fā)執(zhí)行任務| 有開啟新線程、串行執(zhí)行任務|沒有開啟新線、串行執(zhí)行任務

注意:

使用sync函數(shù)往當前串行隊列中添加任務,會卡住當前的串行隊列

線程間通信

//從子線程回到主線程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行耗時的異步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主線程,執(zhí)行UI刷新操作
        });
});```



##### iOS常見的延時執(zhí)行

//調(diào)用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再調(diào)用self的run方法

使用GCD函數(shù)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后執(zhí)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(shù)能保證某段代碼在程序運行過程中只被執(zhí)行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認是線程安全的)
});

#### 快速迭代

//使用dispatch_apply函數(shù)能進行快速迭代遍歷
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
// 執(zhí)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(zhí)行2個耗時的操作
//其次:等2個異步操作都執(zhí)行完畢后,再回到主線程執(zhí)行操作

//如果想要快速高效地實現(xiàn)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(zhí)行1個耗時的異步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 執(zhí)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(zhí)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(shù),并節(jié)約系統(tǒng)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(chuàng)建初始化1次)

//ARC中,單例模式的實現(xiàn)
//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(chuàng)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(xiàn)copyWithZone:方法

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