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423,GCD中(同步执行(sync)和异步执行(async)两

423,GCD中(同步执行(sync)和异步执行(async)两

作者: 枫叶1234 | 来源:发表于2021-01-19 05:42 被阅读0次

    所以这里同步应该不是一起、而是共同完成的意思,可理解为协调就是按预定的先后次序进行工作,好比:不要和我抢了,你先等会我做完了你在做

    线程同步目的为了多个线程都能很好的工作,合理的访问系统资源不争不抢、和谐共处。iOS开发中常用的保持线程同步有以下几种:

    • 通过线程加锁
    • 串行队列
    • GCD

    线程加锁

    常用的几种形式的锁

    • 1、 @synchronized
    - (void)myMethod:(id)anObj
    {
        @synchronized(anObj)
        {
            //执行的代码操作
        }
    }
    

    通过synchronized指令自动的添加一个互斥锁,底层通过pthread_mutex实现。通过对一段代码的使用进行加锁。其他试图执行该段代码的线程都会被阻塞,直到加锁线程退出执行该段被保护的代码段。

    当在@synchronized()代码块中抛出异常的时候,Objective-C运行时会捕获到该异常,并释放信号量,并把该异常重新抛出给下一个异常处理者。

    一个线程是可以以递归的方式多次调用myMethod

    关于参数anObj;

    作为一个唯一标识符来标记当前线程加锁操作必须是个对象类型,所以对于同一个操作不同的线程应该用同一个对象,否则无法起到标记加锁的作用。 不能为空nil

    常见的基本都是self

    @synchronized(self)
    {
        //执行的代码操作
    }
    

    self作为标记符十分常见,但是很明显会有一个问题:

    //方法1
    - (void)myMethod1:(id)anObj
    {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT , 0), ^{
            @synchronized(anObj)
            {
                //执行的代码操作
            }
        });
    }
    //方法2
    - (void)myMethod2:(id)anObj
    {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT , 0), ^{
            @synchronized(anObj)
            {
                //执行的代码操作
            }
        });
    }
    
    myMethod1(self);
    myMethod2(self)
    

    如果myMethod1、myMethod2没用任何关系,如果此时执行myMethod1,那么myMethod2就只能等待其执行完成。所以这种情况更细的粒度来加锁,使用各自的对象互不影响更为合理。

    • 2、NSLock
    NSLock * lock = [[NSLock alloc]init];
    [lock lock];
    //执行的代码操作
    [lock unlock];  
    

    底层通过pthread_mutex实现;方法lock、unlock必须成对出现,必须在同一个线程中操作否则无效。不支持递归,如果多次调用会造成死锁。

    如果多个线程共用一个lock ,一个线程加锁后其他请求加锁的线程会形成一个等待队列、按照先进先出的规则等待锁释放后再加锁(待验证)。

    • 3、NSRecursiveLock 递归锁类似NSLock,但它可以在同一个线程中反复加锁且不会造成死锁。

    • 4、 NSCondition 基于信号量方式实现的锁对象,提供单独的信号量管理接口。底层通过pthread_cond_t实现。

    NSCondition对象包含锁和条件检测功能,类似于生产者和消费者:消费者消费资源如果没有就继续等待,生产者提供资源然后发出信号激活消费者。锁的作用就是用来保护这一操作防止被其他线程干扰。不管你是大牛还是小白都欢迎入驻

        isWait = true;
        condition = [[NSCondition alloc]init];
        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _user];
        });
    
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _produce];
        });
    -(void)_user{
        [condition lock];
    
        while (isWait) {
            //等待其他线程发出信号,[condition signal];
            //阻塞当前线程
            NSLog(@"等待条件满足");
            [condition wait];
        }
        {
            //执行操作
            NSLog(@"执行操作");
        }
    
        //完成
        [condition unlock];
    
        NSLog(@"完成");
    }
    
    -(void)_produce{
        [condition lock];
         isWait = false;
         [condition signal];
         [condition unlock];
    }
    

    输出结果:

    [13781:212898] 等待条件满足
    [13781:212898] 执行操作
    [13781:212898] 完成
    
    • 5、 NSConditionLock 可以使用特定值来加锁和解锁,和NSCondition表现差不多。

    • (instancetype)initWithCondition:(NSInteger)condition 参数condition作为标识符更容易理解,lockWhenCondition获取指定标记的锁没有的话就阻塞当前线程,unlockWithCondition:释放指定标记的锁,等他的线程获取锁然后继续执行操作。

    使用上比NSCondition更方便些,代码更简洁。

    NSConditionLock改写以上代码:

    -(void)_testConditionLock{
        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _user1];
        });
    
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _produce1];
        });
    }
    -(void)_user1{
        NSLog(@"等待条件满足");
        [conditionLock lockWhenCondition:11];
    
        NSLog(@"条件满足了");
    
        {
            //执行操作
            NSLog(@"执行操作");
        }
    
        //完成
        [conditionLock unlockWithCondition:0];
    
        NSLog(@"完成");
    }
    
    [self _testConditionLock];
    

    输出结果:

    [7812:120141] 等待条件满足
    [7812:120137] 生成条件中...
    [7812:120141] 条件满足了
    [7812:120141] 执行操作
    [7812:120141] 完成
    
    • 6、 其他不常用的锁 pthread_mutex pthread_mutex(recursive) POSIX标准的unix多线程,C 语言下多线程实现。

    OSSpinLock:自旋锁,一直轮询等待时会消耗大量 CPU 资源。

    串行队列

    通过创建一个串行队列,把我们的操作添加到队列。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.queue.test",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 1");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 2");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 3");
    });
    

    感觉创建队列、添加操作到队列太麻烦,不够简洁而且队列的调度肯定占用不少资源.

    GCD

    通过dispatch_semaphore信号量实现线程同步

    dispatch_semaphore_create(long value);
    
    dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);//-1
    
    dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);//+1
    

    dispatch_semaphore_wait在信号量为0时会阻塞当前线程,等待dispatch_semaphore_signal释放信号然后继续执行。

    用信号量改写以上代码:

    -(void)_testSemaphore{
        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _user2];
        });
    
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [weakSelf _produce2];
        });
    }
    -(void)_user2{
        NSLog(@"等待条件满足");
        dispatch_semaphore_wait(semaphore,DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
        NSLog(@"条件满足了");
    
        {
            //执行操作
            NSLog(@"执行操作");
        }
    
        //完成
        NSLog(@"完成");
    }
    
    -(void)_produce2{
        NSLog(@"生成条件中...");
         dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }
        semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
        NSLog(@"初始化信号0");
    
        [self _testSemaphore];
    

    多线程并发的四种方式

    ios多线程开发的常用四种方式 (附有demo)

    1. pthread
    2. NSThread
    3. NSOperation\NSOperationQueue
    4. GCD

    一 、pthread

    C语言通用的多线程API,跨平台,程序员手动管理线程生命周期,使用难度大

    //创建线程
     NSLog(@"开始执行");
     int pthread_create(pthread_t * __restrict ,const pthread_attr_t * __restrict ,void *(*)(void *),void * __restrict);
     //使用
     pthread_t pthread;
     pthread_create(&pthread, NULL, function, NULL);
     NSLog(@"执行结束");
    
    void * function(void * param) {
        for (int i = 0; i < 5; i ++) {
            NSLog(@"i : %d-- 线程: %@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        return NULL;
    }
    

    二、 NSThread

    创建NSThread 有三种方法

    //公共方法
    - (void)threadMoth {
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    }
    
    // 方法 1 需要手动开启
    NSThread * thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadMoth) object:nil];
    [thread start];
    //方法 2
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadMoth) toTarget:self withObject:nil];
    //方法 3
    [self performSelectorInBackground:@selector(threadMoth) withObject:nil];
    

    //常用的相关方法

    [NSThread mainThread];// 获得主线程
    [NSThread isMainThread]; //是否为主线程
    NSLog(@"shuchu--%@--%d",[NSThread mainThread],[NSThread isMainThread]);
    NSLog(@"休眠前");
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:4.0]];//阻塞线程 以当前时间为准阻塞4秒
    NSLog(@"休眠1");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];//阻塞线程 2 秒
    NSLog(@"休眠后");
    [NSThread exit];// 强制退出线程
    

    方法2、一调用就会立即创建一个线程来做事情;
    方法1、需要手动调用 start 启动线程时才会真正去创建线程。
    方法3、是利用NSObject的方法 performSelectorInBackground:withObject: 来创建一个线程:在后台运行某一个方法
    与 NSThread 的 detachNewThreadSelector:toTarget:withObject: 是一样的。

    运行结果

    三、NSOperation、NSOperationQueue

    NSOperation、NSOperationQueue 是苹果提供给我们的一套多线程解决方案。实际上 NSOperation、NSOperationQueue 是基于 GCD 更高一层的封装,完全面向对象。但是比 GCD 更简单易用、代码可读性也更高。

    (1)、NSOperation
    NSOperation 是个抽象类,不能用来封装操作。我们只有使用它的子类来封装操作。我们有两种方式来封装操作。

    • 子类 NSInvocationOperation
    • 子类 NSBlockOperation

    1、 子类 NSInvocationOperation

    • 创建 NSInvocationOperation 对象
    NSInvocationOperation * operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget
    
    • 调用 start 方法开始执行操作
    [operation start];
    

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