iOS 多线程理解 - GCD篇

提及多线程 , 我们一定不会陌生 , 甚至线程问题已经成为iOS 面试必问类型.
iOS 官方提供了 几种多线程的解决方案 .

NSThread
GCD
NSOperation & NSOperationQueue

今天就 GCD(大调度中心) 的使用心得 进行整理 . 剩下的以后慢慢补全.

---

基本术语

关键字	英文	解释
串行	Serial	同一时间只能执行一个任务
并发	Concurrent	同一时间可以执行多个任务
平行执行	Parallelism	并发执行的每一部分是被"同时执行"的。
同步	Synchronous	按顺序执行 , 时效性是统一的.
异步	Asynchronous	可同时执行 , 时效性不统一 .
危险区	Critical Section	一段代码不能并发执行.并发操作共享资源时 , 该资源会损坏. (如数据NSMutableArray)
竞态条件	Race Condition	多个进程 , 对共享的数据进行读或写的操作时 , 由进程的执行顺序不同而 导致结果的不同 .
死锁	DeadLock	两个线程进入互相等待状态 , 及对方执行完之后我再执行 , 从而谁都无法执行 , 形成死锁.
线程安全	Thread Safe	同一段代码 , 被多个线程同时执行时, 不会造成数据损坏的代码 是线程安全的代码(如NSArray 是, NSMutableArray则不是.)
环境切换	Context Switch	在多个线程中 , 来回切换执行，称为环境切换。

==补充:==

1.竞态条件 : 先检测后执行。执行依赖于检测的结果，而检测结果依赖于多个线程的执行时序，而多个线程的执行时序通常情况下是不固定不可判断的，从而导致执行结果出现各种问题。
例子:对于main线程，如果文件a不存在，则创建文件a，但是在判断文件a不存在之后，Task线程创建了文件a，这时候先前的判断结果已经失效，（main线程的执行依赖了一个错误的判断结果）此时文件a已经存在了，但是main线程还是会继续创建文件a，导致Task线程创建的文件a被覆盖、文件中的内容丢失等等问题.

队列

GCD提供 dispatch queues 来操作代码块。这些队列管理你提交给GCD的任务，并且按照FIFO(first input first output ,先入先出)顺序执行。

• 串行队列: 同一时间只能执行一个任务 , 没有进入到危险区的风险,从而不能进入竞态条件.
• 并发队列: 可以同时执行多个任务 , 但执行结束时间 , 无法预测.
• 队列类型:
  1. main queue(主线程) :串行队列. 更新UI界面 , 只能在主线程进行.
  2. Global Dispatch Queues :并发队列 , 根据优先级顺序 分为(background , low , default , high).(苹果API 用这些队列).
  3. 自定义队列
• dispatch_async:异步分发任务 , 使任务在后台执行，从而不阻塞当前线程。 例子: 向主线程分发任务

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{ 
        UIImage *overlayImage = [self faceOverlayImageFromImage:_image];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 
            [self fadeInNewImage:overlayImage]; 
        });
    });

• dispatch_after: 延迟执行 dispatch_async ,如 延迟执行 主队列

double delayInSeconds = 1.0;
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)); // 1 
    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ // 2 
        if (!count) {
            [self.navigationItem setPrompt:@"Add photos with faces to Googlyify them!"];
        } else {
            [self.navigationItem setPrompt:nil];
        }
    });

• 单例的线程安全: 传统方式创建单例 , 存在线程安全问题 . 如果连续多次调用此方法，有这样一种可能，线程A进入if语句，在单例创建完成前，发生环境切换( context switch),转到线程B，线程B也会进入if语句并实例化此单例，然后系统再次环境切换到线程A，线程A会继续执行if语句后面的内容，实例化另一个单例。这显然就不是单例了.(两个并发队列 , 存在竞态条件)
  • dispatch_once 当一个线程已经在执行dispatch_once中的危险区(critical section)，那另一个试图进入该代码块的线程将被阻止，直到前一个线程执行完毕危险区中的代码。

+ (instancetype)sharedManager
{
    static PhotoManager *sharedPhotoManager = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedPhotoManager = [[PhotoManager alloc] init];
        sharedPhotoManager->_photosArray = [NSMutableArray array];
    });
    return sharedPhotoManager;
}

• dispatch_barrier_async : 可以通过此函数 , 创建读写锁. 当它与并发队列一起用时，它就像一个串行瓶颈。用barriers的API能确保提交的代码块是在特定时间指定队列中唯一被执行的。这意味着先前提交到此队列中的代码块，要在dispatch barrier执行前，执行完毕。

  • 一般用在自定义的并发队列当中.

    
    创建读写锁

---

今天暂时分享到此 . 后续会继续更新.