iOS - 多线程之GCD

作者:Mitchell 

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一 概念

  • 全称是Grand Central Dispatch,中枢调度器
  • 纯C语言,提供了非常多强大的函数。

二 GCD优势

  • GCD 是苹果公司位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)
  • 只需要告诉 GCD 想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码

三 任务和队列

  • GCD 中2个核心概念
    • 任务:执行什么操作
    • 队列:用来存放任务
  • GCD 使用步骤
    • 定制任务
    • 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(先进先出) 原则,先进先出,后进后出。

四 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);
    
    • 异步方式执行任务 :
    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

五 队列的类型

  • GCD 的队列可以分为2大类
    • 并发队列
      • 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
    • 让任务一个接着一个的执行(当一个任务执行完毕之后,再执行下一个任务)

六 容易混淆的术语

  • 有4个术语: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: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,具备开启新县城的能力
    • 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:一个任务执行完毕之后,再执行下一个任务

七 GCD各种组合

  • 并发 + 异步:
    • 代码:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MitchellFore", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
for (int i = 0; i<20; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);
});
}

 - 结果:开启新线程
 - GCD从队列中取出任务,遵循 FIFO 原则,先进先出,输出的结果和苹果所说的原则不符合的原因:CPU可能会先调度其他的线程。
 -  能够创建新线程的原因:
     * 使用异步函数调用
 -  能够创建多个子线程的原因:
     * 使用的是并发队列
+ 并发 + 同步
 - 代码:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MitchellThree", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
for (int i= 0 ; i<20; i++) {
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);
});
}

    - 结果:任务是按顺序执行,不开启新的线程,默认是在主线程执行,再此效果下并发队列没有并发的效果。
+ 串行 + 异步
    - `注意`:
        * 串行队列的创建也可以传 `NULL` 因为`DISPATCH_QUEUE_SERIAL` 的替换宏是 `NULL`。
        * 如果调用异步函数,那么`不用等到函数中的任务执行完毕`,`就会执行后面的代码`。
    - 代码:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Mitchell", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
for (NSInteger i = 0; i<20; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"%ld,%@",i,[NSThread currentThread]);
//如果再这里添加同步执行任务 就会死锁(阻塞)
// [self createNew:queue];
});

    - 结果:不开辟新的线程,只在当前线程执行
+ 串行 + 同步
    - 代码:
 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MitchellOne", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
for (int i = 0; i<20; i++) {
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);
    });
}
    - 结果:按顺序执行,开辟一个子线程来执行。
    
+ 全局队列
    - 本质是并发队列
    - 代码:

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
for (int i = 0; i<20; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);

    });
}
    - 参数:
        * 第一个参数:iOS8之前是优先级,iOS8之后是服务质量
        * 第二个参数:没用
        * ios8 之前与 iOS8 之后的对比         

  • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH: 高优先级 2
  • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT: 默认优先级0
  • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW: 低优先级 -2
  • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND:
  • QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 0x21 用户交互(用户迫切想要执行任务)
  • QOS_CLASS_USER_INITIATED 0x19 用户需要
  • QOS_CLASS_DEFAULT 0x15 默认
  • QOS_CLASS_UTILITY 0x11 工具(低优先级,苹果推荐将耗时操作放到这种类型的队列中)
  • QOS_CLASS_BACKGROUND 0x09 后台
  • QQS_CLASS_UNSOECIFIED 0x00 没有设置

    -  `注意:要适配 iOS8 这个地方需要写0 因为 iOS8 前后枚举值改变,所以这个地方默认的话最好写0.`

+ 主对列
    - 特点:`只要将任务添加到主对列中,那么任务“一定”会在主线程中执行,无论调用同步函数还是异步函数`
    - 如果是调用的是同步函数,那么会等到同步函数的任务执行完毕,才会执行后面的代码。
    - `注意`: `如果 dispatch_sync 方法是在主线程中调用的,并且传入的队列是主对列,那么会导致死锁。`
         * 死锁的原因:sync是在主线程中执行的,并且会等待block执行完毕,先调用block是添加到主对列的,也需要在主线程中执行的,后调用。

![屏幕快照 2015-09-01 下午4.15.34.png](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/266345-022f6f08bc9d58aa.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

---
###八 GCD其他应用
+ 延时器:
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"Mitchell");
});
+ 一次性代码:
含义:如果onceToke标记没有值,就会执行里面的代码,如果有值就不会执行了。只要程序不退出,那么标示就会一直存在。
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    doSomething;
});
+ 快速遍历(迭代)
第一个参数:遍历几次
第二个参数:在哪个线程中执行
第三个参数:回调函数
应用场景:需要批量操作而又不用遵循顺序的时候
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index) {
    NSLog(@"%ld",index);
    NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
});
---
###九 控制 GCD 之间的任务关系
+ 栅栏:
    - 栅栏不仅能够保证栅栏之前的先执行,还可以保证后面的任务在栅栏任务之后执行。
    - 如果栅栏后面还有其他任务,那么必须等栅栏执行完毕才会执行后面的其他任务。
    - `注意`:
        * 如果想使用栅栏,`就不能使用全局的并发队列。(经过特殊处理,使用栅栏无用)`。
        * 如果想使用栅栏,所有的任务都`必须添加到同一个队列中`。
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"111");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"222");
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
    NSLog(@"333");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"444");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"555");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"666");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"777");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"888");
});
+ Group组
当组内的任务执行完毕后,通过 notify 通知方法通知开启下一个任务

_arr = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSDatadata = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:URL1]];
UIImage
img = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"data1 = %lu",(unsigned long)data.length);
if (img) {
NSLog(@"进来了1");
[_arr addObject:img];}
NSLog(@"end1");});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSDatadata = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:URL2]];
UIImage
img = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"data2 = %lu",(unsigned long)data.length);
if (img) {
NSLog(@"进来了2");
[_arr addObject:img];
}
NSLog(@"end2");
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"startGroup");
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
UIImage imageV = _arr[0];
UIImage
imageV2 = _arr[1];
[imageV drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 100)];
[imageV2 drawInRect:CGRectMake(100, 100, 100, 100)];
UIImage*img = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        UIImageView*imgV = [[UIImageView alloc]initWithImage:img];;
        imgV.center = CGPointMake(200, 200);
        [self.view addSubview:imgV];
        });
    });
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