iOS多线程 - GCD

作者: hrscy | 来源:发表于2016-05-05 16:18 被阅读355次

    GCD 全称 Grand Central Dispatch,可翻译为『牛逼的中枢调度器』。GCD 是纯 C 语言,提供了非常强大的函数。

    一、GCD 的优势

    • GCD 是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
    • GCD 会自动利用更多的 CPU 内核(比如双核,四核)* GCD 会自动管理线程的生命周期(创建线程,调度任务,销毁线程)
    • 程序只需要告诉 GCD 想要执行的任务,不需要编写任何线程管理代码。

    二、任务和队列

    GCD 中有 2 个核心概念

    • 任务:执行什么操作
    • 队列:用来存放任务

    GCD 的使用就 2 个步骤

    • 定制任务
      确定想做的事情
      *将任务添加到队列中
      GCD 会自动将队列中的任务取出,放到对应的线程中执行。
      任务的取出遵循队列的 FIFO 原则:先进先出,后进后出。

    三、执行任务

    GCD 中有 2 个用来执行任务的常用函数

    • 用同步的方式执行任务
    dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    
    • 用异步的方式执行任务
    dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    

    同步和异步的区别

    • 同步:只能在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
    • 异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力

    四、队列的类型

    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)

    五、容易混淆的术语

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

    • 并发和串行主要影响:任务的执行方式
      并发:允许多个任务并发(同时)执行
      串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务

    六、并发队列

    //创建一个并发队列
    // label :相当于队列的名字
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //将任务加入队列
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog("----%@", [NSThread currentThread]);
    });
    
    • GCD 默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,可以无需手动创建
    • 使用 dispatch_get_global_queue 函数获得全局的并发队列
    dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
    dispatch_queue_priority priority, //队列的优先级
    unsigned long flags);  //次此数暂时无用,用 0 即可
    

    *获得全局并发队列

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY, 0);
    

    七、串行队列

    GCD 中获得串行有 2 种途径

    • 使用dispatch_queue_create 函数创建串行队列
    //创建串行队列(队列类型传递 NULL 或者 DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", NULL);
    
    • 使用主队列(跟主线程相关联的队列)
      主队列是 GCD 自带的一种特殊的串行队列
      放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行
      使用 dispatch_get_main_queue() 获得主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue()
    
    各队列之间的比较

    八、GCD 线程间的通信

    //比如下载代码
    dispatch_async(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0, ^{
        //执行耗时的异步操作
        //图片的网络路径
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/logo_white_fe6da1ec.png"];
        //加载图片
        NSData *data = [NSData dataWithData:data];
        //生成图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        //回到主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //回到主线程,执行 UI 刷新操作
            self.imageView.image = image;
        });
    });
    

    九、GCD 常用函数

    1.执行任务

    • GCD 中还有个用来执行任务的函数:
    dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    //在前面任务执行结束后它才执行,而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
    

    2.延时执行

    iOS 常见的延时执行

    • 调用 NSObject 的方法
    [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
    // 2 s 后再调用 self 的run 方法
    
    • 使用 GCD 函数
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NESC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue() ,^{
        //2 s 后异步执行这里的代码
    });
    
    • 使用 NSTimer
    [NSTimer scheduledTimeWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];
    
    1. 一次性代码
    • 使用 dispatch_once 函数能保证某级代码在程序运行过程中只执行一次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        //只执行一次的代码(这里默认是线程安全的)
    });
    

    4.快速迭代

    • 使用 dispatch_apply 函数进行快速迭代遍历
    dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0) ,^(size_t index){
        //执行 10 次代码,index 顺序不确定
    });
    

    5.队列组

    • 有这么一种需求
      1.首先,分别异步执行 2 个耗时的操作
      2.其次,等 2个异步操作都执行完毕后,再回到主线程执行操作

    • 如果想要快速高效地实现上述需求,可以考虑用队列组

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_DEFAULT, 0), ^{
        //执行一个耗时的异步操作
    });
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        //等前面的异步操作都执行完毕后,回到主线程...
    });
    

    十、单例模式

    • 单例模式的作用
      1.可以保证在程序运行过程,一个类只有一个实例,而且该实例易于供外界访问
      2.从而方便地控制了实例个数,并节约系统资源

    *单例模式的使用场合
    在整个应用程序中,共享一份资源(这份资源只需要创建初始化 1 次)

    static id *_instance;
    +(instancetype)allocWithZone:zone {
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            _instance = [super allocWithZone:zone];
        });
    }
    
    +(instancetype)sharedDatabase {
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            _instance = [[super alloc] init];
        });
    }
    

    提示:alloc 内部会调用 allocWithZone:

    上面的代码可以抽成一个宏,这样就不必每次创建模型的都写一次上面的代码了。新建一个名为 Singleton.h 的文件

    //.h 文件
    #define SingletonH +(instancetype)sharedInstance;
    
    //.m 文件
    #define SingletonM \
    static id *_instance;\
    \
    +(instancetype)allocWithZone:zone {\
        static dispatch_once_t onceToken;\
        dispatch_once(&onceToken, ^{\
            _instance = [super allocWithZone:zone];\
        });\
    }\
    \
    +(instancetype)sharedInstance{\
        static dispatch_once_t onceToken;\
        dispatch_once(&onceToken, ^{\
            _instance = [[super alloc] init];\
        });\
    }
    

    提示:只要加一个『\』就表示后面的也是上一行的;
    『##』表示后面的内容可以替换。

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