iOS-多线程(GCD)

简介

什么是GCD
全称是Grand Central Dispatch,可译为“伟大的中枢调度器”
纯C语言,提供了非常多强大的函数

  • 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)
    程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码

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

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);
    queue:队列
    block:任务

  • 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

  • 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);
    在前面的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

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)

容易混淆的术语

  • 有4个术语比较容易混淆: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: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

并发队列

  • 使用dispatch_queue_create函数创建队列
    dispatch_queue_t
    dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称
    dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

  • 创建并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    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_t priority, // 队列的优先级
    unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可

  • 获得全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

  • 全局并发队列的优先级
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
    ( #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

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("com.520it.queue", 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();

线程间通信示例

  • 从子线程回到主线程

     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), 
              ^{
                   // 执行耗时的异步操作...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                                 // 回到主线程,执行UI刷新操作
                                                });
               });
    

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秒后再调用self的run方法

  • 使用GCD函数
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,
    (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)),
    dispatch_get_main_queue(),
    ^{
    // 2秒后异步执行这里的代码...
    });

  • 使用NSTimer
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0
    target:self
    selector:@selector(test)
    userInfo:nil
    repeats:NO];

一次性代码

  • 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
    });

定时器

// 创建Timer

      self.timer=dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());

// 设置定时器的触发时间(1秒后)和时间间隔(每隔2秒)

    dispatch_source_set_timer(self.timer,dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);

// 设置回调

   dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
  NSLog(@"Timer %@", [NSThread currentThread]);
  });

// 开始定时器

  dispatch_resume(self.timer);

// 取消定时器

dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;

快速迭代

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

队列组

  • 有这么1种需求
    首先:分别异步执行2个耗时的操作
    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_PRIORITY_DEFAULT, 0), 
^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0),
 ^{
// 执行1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...
});

单例模式

  • 单例模式的作用
    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
    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)

  • ARC中,单例模式的实现
    在.m中保留一个全局的static的实例
    static id _instance;

  • 重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全)
    + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
    }

  • 提供1个类方法让外界访问唯一的实例
    + (instancetype)sharedInstance
    {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
    }

  • 实现copyWithZone:方法
    - (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
    {
    return _instance;
    }

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