GCD 多线程编程
1.线程和进程
1.1 线程:线程是进程的基本单元,进程中所有要执行的任务,都在线程和进程中执行.
1.2 进程:就是一个运行的程序.
1.3:线程:一条无分叉的CPU命令列的.
2.多线程实现的多种方案
2.1 Pthread 基于c语言的多线程实现方法,而且该种方案跨平台,可移植性非常高,适用于windows/linux/unix等多种操作系统
2.2 NSThread 是一套面向对象的多线程实现方案,属于oc语言范畴,使用简单方便.但线程的生命周期需要程序员手动管理,所以一般用的较少.
2.3 GCD(今天的主角),它是一套基于c语言实现的多线程方案,但是他的使用难度非常简单,结合了oc中blocks的特性,使得使用起来非常方便,而且他的生命周期系统已经帮我们管理了,我们只需要将所要执行的代码段放入到相应的队列当中.
2.4 NSOperation 基于GCD,他是在GCD的基础上封装了GCD.而且提供了了一些简单易用的方法.
3.串行队列和并发队列
3.1 系统为我们提供了5个队列,一个全局队列,四个并发队列(全局并发队列),全局队列属于串行队列,全局并发队列属于并发队列.
3.2 串行队列的特点:先进先出,等待任务结束后,再继续执行
3.3 并发队列的特点:不会等待任务的结束.并发的执行处理操作.
3.4 我们还可以通过dispatch_queue_creat来创建属于自己的队列,我们创建的队列都存在着一个目标队列.
3.5只有main queue和4个全局队列queue才能执行我们提交的任务,我们提交到我们自己创建的队列上的任务,都会重新包装放入到对应的目标队列去执行.
4.同步和异步
4.1 在当前线程的串行队列,向当前线程的串行队列中提交同步任务,不会开辟新的线程,会在当前线程执行.
4.2.如果给主队列提交异步任务,不会开辟新的线程去执行,会在主线程按照FIFO的规则执行.
4.3所以从上所述,可以看出串行队列的规律就是先进先出,同步任务不会开辟新的线程,异步任务会开启新的线程.
4.4主调度队列是全局可用的串行队列，在程序的主线程上执行任务.
4.5 在当前线程的全局队列中提交同步任务,不会开辟新的线程去执行.会在当前线程执行,并且有卡顿现象.
4.6 在当前线程的串行队列中提交异步任务,会开辟新的线程执行,并且按照先进先出的顺序序列化执行.
4.7 在当前线程的全局队列中提交异步任务,会开辟新的线程去执行,而且是并发执行,执行的顺序由系统决定.不会影响主线程
5.主线程锁死的原因
5.1 直接在主队列中提交同步任务.
5.2 在主队列的异步任务执行任务中提交同步任务到主队列
6.目标队列
6.1 只有全局并发队列和主队列才能执行blcok.所有其他的队列都必须以这两种队列中的一种为目标队列.
6.2 我们自身创建的队列,在队列上提交的任务并不会在该队列执行,而是会将该blcok重新放入到目标队列去执行.
6.3 利用dispatch_set_target_queue不仅可以修改队列的优先级,还可以修改队列的目标队列.(开发中不常用)
7.dispatch_after函数
7.1该函数的作用是在指定时间追加处理到dispatch_queue中.并不是我们常常理解的在几秒钟后执行处理.
7.2在参数中的dispatch_time函数和dispatch_walltime:dispatch_time函数常用于计算相对时间.dipatch_walltime常用于计算绝对时间.
7.3dispatch_time函数指定的时间,并不完全是绝对的,因为当前线程执行的任务过多时,会有延迟性.而且主线程的处理操作本身就有一定的延迟.所以这个指定时间是不确定的.
7.4所以这个函数的使用要分情况而视,如果有关UI操作,不管你是在什么线程,只要提交到主队列.如果不包含UI操作,如延迟缓存就可以开辟新的线程去执行.
8.dispatch_once函数:主要用于单例(不在过多讲述)
9.dispatch_sync和dispatch_async函数
9.1dispatch_sync同步的将要执行的任务提交到queue中,不会开辟新的线程去执行.
9.2dispatch_async异步的将要执行的任务提交到queue中,会开辟新的线程执行
10.dispatch_apply
10.1这个函数是dispatch_sync函数和dispatch_group函数的组合.
10.2首先我们看到它是dispatch_sync函数,所以绝对不能将其提交到主队列当中
10.3作用:将指定次数的block追加到queue中去执行,并且其他操作必须等待,全部任务执行完成后再执行其他操作.(防止数据竞争)
11.dispatch_barrier_async
11.1作用:实现高效率的数据库访问和文件访问(避免数据竞争)
11.2如果该函数出现在写入文件和读取文件的任务的中间,就会等待前面的任务全部执行完毕,才开始执行,等该函数执行完毕,后面的读取操作又开始执行.使得中间写入的数据有效.
12.dispatch_group函数
12.1.作用:在Dispatch_Queue中追加多个处理全部执行结束后,想执行一些结束处理.使用dispatch_group可以完成该功能.
12.2.dispatch_group_notify函数作用监听dispatch_group中追加的处理是否全部执行完毕,如果执行完毕,就将结束的处理提交到这个dispatch_queue中.
12.3.dispatch_group_wait 函数等待全部任务结束后执行
12.4.dispatch_group_notify函数可以将任务提交到不同的队列上.
13.dispatch_supend和dispatch_resume
13.1当追加的处理较多时,在追加处理的过程中,想挂起某个队列,不让其任务继续执行,可以使用dispatch_supend.
13.2如果想恢复刚才暂停的队列可以使用dispatch_resume函数
14.dispatch_source
14.1这个函数是基于XNU内核的,处理的事件有:变量增加,变量OR,MACH端口发送,MACH端口接收,检测与进程有关的事件,读取文件映像,接收信号,定时器,文件系统变更,可写入文件映像,检测内存压力
14.2开发iOS应用我们能触及到的最常见的就是timer事件,也就是定时器事件.所以其他事件,有兴趣的朋友可以自行查看XNU内核编程和开发等相关资料.
15.信号量:dispatch_semaphore它本身就是一个锁,可以将一部转换成同步.具体原理类似与计算机的工作原理,遇到1开始工作,遇到0就等待,我们在创建信号量时可以付初始值为1,当一个线程操作这个线程共享资源时,将其减一,其他线程看到该信号是0就必须等待气资源被释放,所以会等待上一个线程的任务结束,当第一个线程任务就术后,他会将资源重新加一,保证后面的线程能够访问.
16.并发线程遇到的问题:1.优先级反转 2.资源共享 3.死锁 4.资源饥饿
16.1:优先级反转:优先级反转是指程序在运行时低优先级的任务阻塞了高优先级的任务，有效的反转了任务的优先级.
16.2:多个线程同时访问一个资源,导致资源变质
16.3:死锁:当多个线程在相互等待着对方的结束时，就会发生死锁，这时程序可能会被卡住。
16.4:如果一个持有读取锁的线程在等待获取写入锁的时候，其他希望读取资源的线程则因为无法获得这个读取锁而导致资源饥饿的发生
总结:线层之间应该避免过多的资源共享.
本文参考文章有:并发编程：API 及挑战
https://objccn.io/issue-2-1/#challenges
本文只是简单叙述GCD并发编程的一些基本概念,我已经将代码和ppt文档放到了git上有需要的朋友,可以前往https://github.com/Vickeywei/GCD
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邮箱:weiqi@hzdracom.com
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