iOS多线程之二(GCD)

GCD的基本使用

一、主队列介绍

主队列:是和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,放在主队列中得任务,都会放到主线程中执行。

提示:如果把任务放到主队列中进行处理,那么不论处理函数是异步的还是同步的都不会开启新的线程。

获取主队列的方式:

dispatch_queue_t queue=dispatch_get_main_queue();

(1)使用异步函数执行主队列中得任务,代码示例:


执行效果:

(2)使用同步函数,在主线程中执行主队列中得任务,会发生死循环,任务无法往下执行。示意图如下:

二、基本使用

1.问题

任务1和任务2是在主线程执行还是子线程执行,还是单独再开启一个新的线程?


打印结果:

2.开启子线程,加载图片



显示效果:

打印结果:

要求使用GCD的方式,在子线程加载图片完毕后,主线程拿到加载的image刷新UI界面。



打印结果:

好处:子线程中得所有数据都可以直接拿到主线程中使用,更加的方便和直观。

三、线程间通信

从子线程回到主线程


GCD的常见用法

一、延迟执行

1.介绍

iOS常见的延时执行有2种方式

(1)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

(2)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...

});

2.说明

第一种方法,该方法在那个线程调用,那么run就在哪个线程执行(当前线程),通常是主线程。

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:3.0];

说明:在3秒钟之后,执行run函数

代码示例:



说明:如果把该方法放在异步函数中执行,则方法不会被调用(BUG?)

第二种方法,

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

//延迟执行的方法

});

说明:在5秒钟之后,执行block中的代码段。

参数说明:

什么时间,执行这个队列中的这个任务。

代码示例:


延迟执行:不需要再写方法,且它还传递了一个队列,我们可以指定并安排其线程。

如果队列是主队列,那么就在主线程执行,如果队列是并发队列,那么会新开启一个线程,在子线程中执行。

二、一次性代码

1.实现一次性代码

需求:点击控制器只有第一次点击的时候才打印。

实现代码:



缺点:这是一个对象方法,如果又创建一个新的控制器,那么打印代码又会执行,因为每个新创建的控制器都有自己的布尔类型,且新创建的默认为NO,因此不能保证改行代码在整个程序中只打印一次。

2.使用dispatch_once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)

});

整个程序运行过程中,只会执行一次。

代码示例:



效果(程序运行过程中,打印代码只会执行一次):

三、队列组

需求:从网络上下载两张图片,把两张图片合并成一张最终显示在view上。

1.第一种方法

代码示例:



显示效果:

打印查看:

问题:这种方式的效率不高,需要等到图片1.图片2都下载完成后才行。

提示:使用队列组可以让图片1和图片2的下载任务同时进行,且当两个下载任务都完成的时候回到主线程进行显示。

2.使用队列组解决

步骤:

创建一个组

开启一个任务下载图片1

开启一个任务下载图片2

同时执行下载图片1\下载图片2操作

等group中的所有任务都执行完毕, 再回到主线程执行其他操作

代码示例


打印查看(同时开启了两个子线程,分别下载图片):

2.补充说明

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...

});

GCD中的死锁

GCD中在主线程中用同步函数分派任务到串行队列中会产生死锁。

互相等待对方完成,举个简单例子好了:

当打印了1以后,主线程调用dispatch_sync这个函数,当这个函数返回的时候主线程才能往下执行。但dispatch_sync返回的条件是里面的Block返回,里面的Block是不会执行的,因为它是被插到主队列最后执行,然而因为dispatch_sync无法返回,所以主队列无法执行到最后一个任务。

NSLog(@"1");

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"2");

});

NSLog(@"3");

还不理解的话再来:

同样用这里来讲解吧,dispatch_sync是调用它的线程上添加一个任务到指定队列,正如这里所示,它接收了一个Block(任务)并放到主队列尾部,即主线程所有的语句都执行完毕后,这个Block才会执行。

但如果队列并不是主队列,而是其他串行或并行,那么系统会创建一条运行在主线程的队列,这条队列并不是主队列,然后Block被加入的是队列的头也是尾,所以先执行并返回,然后dispatch_sync返回。这时对于串行或并行队列其实没有区别,因为dispatch_sync总是在Block返回后才能继续添加下一个任务,不管串行并行,最后都只能一个一个任务按顺序执行。

NSLog(@"1");

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"2");

});

NSLog(@"3");

实在不理解继续···彻底搞懂OC中GCD导致死锁的原因和解决方案:

GCD提供了功能强大的任务和队列控制功能,相比于NSOperationQueue更加底层,因此如果不注意也会导致死锁。

所谓死锁,通常指有两个线程A和B都卡住了,并等待对方完成某些操作。A不能完成是因为它在等待B完成。但B也不能完成,因为它在等待A完成。于是大家都完不成,就导致了死锁(DeadLock)。

有一定GCD使用经验的新手通常认为,死锁是很高端的操作系统层面的问题,离我很远,一般不会遇上。其实这种想法是非常错误的,因为只要简单三行代码(如果愿意,甚至写在一行就可以)就可以人为创造出死锁的情况。

intmain(intargc,constchar* argv[]) {  

@autoreleasepool

{

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^(void){

NSLog(@"这里死锁了");       

});  

}

return0;

}

比如这个最简单的OC命令行程序就会导致死锁,运行后不会看到任何结果。

在解释为什么会死锁之前,首先明确一下“同步&异步”“串行&并发”这两组基本概念:

同步执行:比如这里的dispatch_sync,这个函数会把一个block加入到指定的队列中,而且会一直等到执行完blcok,这个函数才返回。因此在block执行完之前,调用dispatch_sync方法的线程是阻塞的。

与之对应的就有“异步执行”的概念:

异步执行:一般使用dispatch_async,这个函数也会把一个block加入到指定的队列中,但是和同步执行不同的是,这个函数把block加入队列后不等block的执行就立刻返回了。

接下来看一看另一组相对的概念:“串行&并发”

串行队列:比如这里的dispatch_get_main_queue。这个队列中所有任务,一定按照先来后到的顺序执行。不仅如此,还可以保

证在执行某个任务时,在它前面进入队列的所有任务肯定执行完了。对于每一个不同的串行队列,系统会为这个队列建立唯一的线程来执行代码。

与之相对的是并发队列:

并发队列:比如使用dispatch_get_global_queue。这个队列中的任务也是按照先来后到的顺序开始执行,注意是开始,但是它们的执行结束时间是不确定的,取决于每个任务的耗时。对于n个并发队列,GCD不会创建对应的n个线程而是进行适当的优化

我们把整个dispatch_sync看作是一个任务,比如说是非常关键、需要高度集中注意力的运钞过程。这个过程非常重要,一旦开始执行就必须一气呵成,任何事情都不能干扰这个过程(阻塞线程)。

现在主线程开始执行这个运钞任务,任务执行到一半时,突然运钞员说我好累啊,辛苦了好久了,我现在需要休息(向主线程添加了block)。运钞员天真的认为,我知道运钞这个事很重要,本来应该等到运钞结束后再休息(这样是串行)。但是在这之前,我的身体条件不允许工作。

但是之前已经说了,运钞这件事很重要,它一旦开始就不能结束(阻塞线程)。怎么能允许有人中途休息呢,因此要休息可以(block是可以执行的),先把钞票运到安全地方再休息。

对应到代码里面来,当我们想要同步执行这个block的时候,其实是告诉主线程,你把事情处理完了,就过来处理我这个blcok,在此之前我一直等

你。而主线程呢,刚处理dispatch_sync函数到一半呢,这个函数还没返回,哪里有空去执行block。因此这段代码运行后,并非卡在block

中无法返回,而是根本无法执行到这个block。

好了,总结一下,到底什么是死锁。首先,虽然刚刚我们提到了队列和线程,以及它们之间的对应关系,但是死锁一定是针对线程而言的,队列只是GCD给

出的抽象数据结构。所谓的死锁,一定是发生在一个或多个线程之间的。那么死锁和线程阻塞的关系呢,可以这么理解,双向的阻塞导致了死锁。因为阻塞是线程中

经常发生的事情,最多就是主线程的阻塞影响了用户体验。而一旦出现了双向的阻塞,就导致了死锁。我们可以看到,主线程是串行的,在执行某一个任务的时候线

程被阻塞了,而这个任务(dispatch_sync)在执行时,又要求阻塞主线程,从而导致了互相的阻塞,也就是死锁。

接下来我们思考一下,什么情况下会导致死锁。这个问题可能一下子难以得出准确的回答,为了解决这个问题,我打算使用排除法。即先看看什么情况下不会发生死锁。比如说,异步执行block肯定不会发生死锁。比如刚刚的代码改成这样:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0,0), ^(void){

NSLog(@"这就不死锁了");

});

甚至可以总结出来:异步执行一定不会导致死锁。因为回顾一下之前导致的死锁的原因,很重要的一点是主线程在执行dispatch_sync,这是个

同步方法,block执行完之前都不会返回。而既然是异步的执行,那么是立刻返回的,因此不会阻塞主线程。双向的阻塞不成立了,只是主线程处理blcok

时阻塞,但这不会引起死锁。

根据之前我们的分析和总结,GCD中我们需要关心的就是同步还是异步执行,以及把block添加到哪个队列中(串行还是并发)。

所以接下来就只需要重点思考一下,在同步执行时,什么时候会导致死锁。可以再得出一个结论,向并发队列中添加block不会导致死锁。再次回顾一下

之前导致的死锁的原因,由于在串行队列中添加了block,block一直等到前面的任务处理完才会执行,从而导致了死锁。现在即使是同步的向并发队列中

添加block,GCD会自动为我们管理线程,主线程目前阻塞着(处理这个同步方法),那就新建一个新的线程,但无论如何这个被添加block迟早都会被

执行。而所有添加的block被执行完后,同步方法也就返回了。因此不会导致死锁。

最后再来讨论一下用同步方法向串行队列添加block的情况,这种情况下会不会造成死锁呢,答案是不一定。事实上,导致死锁的原因一定是:

在某一个串行队列中,同步的向这个队列添加block。

比如文章开头的例子就属于这种情况。如果同步的向另外一个串行队列添加方法,并不一定导致死锁。比如:

dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("serial",nil);dispatch_sync(queue, ^(void){

NSLog(@"这个也不会死锁");

});

分析一下代码,向名为serial的串行队列添加任务后,GCD自动创建了一个新的线程,在这个线程中执行block方法。在这个过程中,主线程和新的线程都是阻塞的,但是并不会导致死锁。

为什么说向另一个串行队列添加任务不一定导致死锁呢,因为队列是可以嵌套的,比如在A队列(串行)添加一个任务a,在a这个任务中向B队列(串行)

添加任务b,在b这个任务中又向A队列添加任务,这就间接满足了“在某一个串行队列中,同步的向这个队列添加block”。但是我们好像每一次都没有直接

向相同的队列中添加block。

所以判断是否发生死锁的最好方法就是看有没有在串行队列(当然也包括主队列)中向这个队列添加任务。又因为我们知道每个串行队列对应一个线程,所以只要不在某个线程中调用会阻塞这个线程的方法即可。

事实上,我们使用同步的方法编程,往往是要求保证任务之间的执行顺序是完全确定的。且不说GCD提供了很多强大的功能来满足这个需求,向串行队列中

同步的添加任务本身就是不合理的,毕竟队列已经是串行的了,直接异步添加就可以了啊。所以,解决文章开头那个死锁例子的最简单的方法就是在合适的位置添加

一个字母a。

参考博客网站:

http://www.cnblogs.com/wendingding/tag/%E5%A4%9A%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%AF%87/

http://www.myexception.cn/mobile/2001282.html

http://www.cocoachina.com/bbs/read.php?tid-1482884-page-1.html

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