iOS 多线程--GCD

一、GCD基本介绍

1.GCD简介

GCD是Grand Central Dispatch的缩写,GCD是苹果推出的专门用于简化多线程编程的技术（不需要去关心线程的操作，比如：线程创建、线程销毁、线程调度）。而是引入了任务和队列两个核心概念。

在使用GCD处理多任务执行时，只要按照如下步骤执行即可，

• 在block中定义需要执行的任务内容；
• 把任务添加到队列queue中

GCD对队列中的任务，按照“先进先出”的原则，根据任务添加到队列的顺序来对队列进行处理，GCD会根据任务和队列的类型，自动在多个线程之间分配工作

2.任务

在GCD中，需要处理的事务统一使用block封装起来，称为任务。任务有两种类型，同步任务和异步任务。

• 异步任务：执行任务时，会在另外的线程中执行；
• 同步任务：执行任务时，会在当前的线程中执行，当前线程有可能是主线程，也有可能是子线程。

我们通过调用不同的函数，来设置任务的类型。如下。同时，任务编写在函数的block参数中。

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //异步任务

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //同步任务

3.队列

• 并行队列：并行队列中的任务可以在多个线程之间分配执行，分配的原则由GCD控制，因此，并行队列中的任务，虽然分配执行时按照先进先出进行分配的，但由于各个任务被分配到不同的线程执行，因此其完成时间有可能不同，即：后分配的任务有可能先执行完成；并发队列一定需要和异步执行的任务(使用dispatch_async())结合起来使用才有意义。

• 串行队列：串行队列中的任务是按照顺序一个一个完成的，当一个任务完成后，才去执行下一个任务；因此，串行队列对应一个线程执行。

• 主队列：主队列也是一个串行队列，主队列中的任务都在主线程中执行。

可以通过如下的函数来创建不同类型的队列。

dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags); //创建并行队列

dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr); //创建串行队列

dispatch_get_main_queue(void); //获取主队列

二、GCD使用介绍：线程间通信

1、线程间通信简介

在涉及网络数据获取的过程中，一般会使用异步任务+并发队列进行数据获取，当获取到网络服务器返回的数据后，需要在主线程中把数据显示在屏幕上，因此这就涉及到线程间的通信。

2、示例代码

• 搭建UI界面，添加一个UIImageView以及一个UIButton，并连线；
• 在按钮的点击方法中，实现在异步任务+并行队列中实现网络图片下载，并嵌套一个子任务在主线程中更新界面。

Paste_Image.png

  - (IBAction)button3Action:(id)sender {
      //并行队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
      
      //异步任务
      dispatch_async(queue, ^{
      //从网络下载图片
      NSString *urlString = @"https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRgfgEgWy3I-ACzJqGZ_yySpllf9PjeXzZ7rnO5EUxGXOIcAQFugw";
      NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
      NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
      UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
    
      //返回主线程设置UI
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.imageView.image = image;

        });
    });
  }

三、GCD使用介绍：队列组dispatch group 与 延迟执行操作

1、队列组基本介绍

在串行队列中，任务是按照进入队列的顺序依次执行，因此任务和任务之间是有明确的先后顺序的。但是对于并行队列的任务来说，由于任务会被自动分配到不同的线程中执行，因此任务完成的顺序是不确定的。假如希望给并行队列中的任务设置执行顺序的时候，例如，当任务A和任务B完成后，再去完成任务C，此时就需要使用到任务组dispatch group。

2、队列组常用操作

dispatch_group_t dispatch_group_create( void);//创建队列组

void dispatch_group_async( dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //往队列组中插入一个异步任务

void dispatch_group_notify( dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //队列组中其他任务执行完成后，执行的任务，通常可以用来设置UI界面

3、延迟执行

• 使用GCD实现延迟执行

在GCD中可以使用dispatch_after()函数，封装一段代码到block中，在设置的延迟时间（dispatch_time_t）之后执行。

    void dispatch_after( dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

• 使用NSRunLoop类中的方法实现延迟执行

在NSRunLoop类中，也提供了有关延迟执行的方法。由于这些方法是对NSObject类的扩展，因此，所有的类都可以使用。

  @interface NSObject (NSDelayedPerforming)

  - (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay inModes:(NSArray *)modes;
  - (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;

  @end

4、示例代码

示例代码中，进入页面时，2秒后将label的颜色改为紫色，3秒后将背景颜色改为浅灰色。点击下载按钮，会启动两个异步下载任务，下载图片完成后，会更新屏幕上的UIImageView。等两个下载任务都完成后，更新界面上的下载任务状态Label。

Paste_Image.png

#import "BViewController.h"

@interface BViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *titleLabl;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView1;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView2;

@end

@implementation BViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //GCD延迟
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"延迟2.0秒后");
        self.titleLabl.textColor = [UIColor purpleColor];
    });
    //使用NSRunLoop类中的方法实现延迟执行，在NSRunLoop类中，也提供了有关延迟执行的方法。由于这些方法是对NSObject类的扩展，因此，所有的类都可以使用。
    [self performSelector:@selector(printAfter) withObject:nil afterDelay:3.0];

}
-(void)printAfter{
    NSLog(@"延迟了3.0秒");
    self.view.backgroundColor = [UIColor groupTableViewBackgroundColor];
}
- (IBAction)buttonAction:(id)sender {
    //创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    //创建并行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    //创建队列组中的第一个异步任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSString *urlStr = @"https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRc3Rs3zHlmPEdusO8G_I1xHyKsYUujL9ZX76nfgkVVu69oU_gosw";
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlStr];
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
        //返回主队列设置图片
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView1.image = image;
       });
    });
    //创建队列组中的第二个异步任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSString *urlStr = @"https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ6RwzhikGicc2R-tiySq7A1K8g40apnXtryI31CO3JxW7IEIUJ_Q";
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlStr];
        NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
    
        //返回主队列设置图片
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView2.image = image;
        });
    });  
    //任务组中的任务完成后，执行的动作
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.titleLabl.text = @"下载完成";
    });
}