iOS-底层原理(22)-多线程基本概念

一 iOS中的常见多线程方案

多线程.png

二 GCD中有2个用来执行任务的函数

用同步的方式执行任务

• dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  • queue：队列
  • block：任务

用异步的方式执行任务

• dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

nGCD源码：https://github.com/apple/swift-corelibs-libdispatch

三 GCD的队列

GCD的队列可以分为2大类型

• 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

• 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）

四 容易混淆的术语

有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行

• 同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
  • 同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  • 异步：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

dispatch_sync 立马在当前线程同步执行任务
dispatch_async 不要求立马在当前线程同步执行任务

• 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

五 各种队列的执行效果

image.png

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（产生死锁）

六 以下是各种情况执行的结果

• 以下方法都在viewDidLoad方法中执行

• 1 同步执行 + 主队列

/**
 同步执行 + 主队列
 dispatch_sync立马在当前线程同步执行任务
 */
- (void)interview01 {
    // 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？会！
    NSLog(@"执行任务1");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"执行任务2");
    });
    
    NSLog(@"执行任务3");
}

执行结果

image.png

• 2 异步执行 + 主队列

/** dispatch_async不要求立马在当前线程同步执行任务 */
- (void)interview02 {
    // 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
    NSLog(@"执行任务1");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"执行任务2");
    });
    
    NSLog(@"执行任务3");
}

执行结果

image.png

• 3 同步执行 + 串行队列 + 串行执行

/** 同步执行 + 串行队列 */
- (void)interview03 {
    // 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？会！
    NSLog(@"执行任务1");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(queue, ^{ // 0
        NSLog(@"执行任务2");
        
        dispatch_sync(queue, ^{ // 1
            NSLog(@"执行任务3");
        });
        
        NSLog(@"执行任务4");
    });
    
    NSLog(@"执行任务5");
}

执行结果

image.png

• 4 同步执行 + 不同串行队列执行

- (void)interview04 {
    // 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
    NSLog(@"执行任务1");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("myqueu2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{ // 0
        NSLog(@"执行任务2");
        
        dispatch_sync(queue2, ^{ // 1
            NSLog(@"执行任务3");
        });
        
        NSLog(@"执行任务4");
    });
    
    NSLog(@"执行任务5");
}

执行结果

image.png

• 5 同步执行 + 并发队列

- (void)interview05 {
    // 问题：以下代码是在主线程执行的，会不会产生死锁？不会！
    NSLog(@"执行任务1");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueu", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("myqueu2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("myqueu2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{ // 0
        NSLog(@"执行任务2");
        
        dispatch_sync(queue, ^{ // 1
            NSLog(@"执行任务3");
        });
        
        NSLog(@"执行任务4");
    });
    
    NSLog(@"执行任务5");
}

执行结果

img.png

七 队列地址

/** 打印队列地址 */
- (void)queueAddress {
      dispatch_queue_t queue1 = dispatch_get_global_queue(0, 0);
      dispatch_queue_t queue2 = dispatch_get_global_queue(0, 0);
      dispatch_queue_t queue3 = dispatch_queue_create("queu3", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
      dispatch_queue_t queue4 = dispatch_queue_create("queu4", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
      dispatch_queue_t queue5 = dispatch_queue_create("queu5", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
      
      NSLog(@"%p %p %p %p %p", queue1, queue2, queue3, queue4, queue5);
}

执行结果

image.png

八 队列组的使用

思考：如何用gcd实现以下功能

• 异步并发执行任务1、任务2
• 等任务1、任务2都执行完毕后，再回到主线程执行任务3

代码例子如下

• 执行完任务1和任务2后再回到主线程做事情

- (void)groupQueue1 {
    // 创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    // 创建并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("my_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    // 添加异步任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务1-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务2-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    // 等前面的任务执行完毕后，会自动执行这个任务
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
            }
        });
    });
    
    //    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    //        for (int i = 0; i < 5; i++) {
    //            NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
    //        }
    //    });
}

执行结果

image.png

• 执行完任务1和任务2后再做执行任务3和任务4

/** 执行完任务1和任务2后再做执行任务3和任务4 */
- (void)groupQueue2 {
    // 创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    // 创建并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("my_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    // 添加异步任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务1-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务2-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    // 上面任务执行完后再执行
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务3-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    // 上面任务执行完后再执行
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            NSLog(@"任务4-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

执行结果

image.png

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本文主要参考MJ的底层原理课程，非常感谢

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项目连接地址 - GCD-执行队列