iOS 多线程总结：GCD的使用

进程与线程

进程就是一个应用程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念，而线程是进程中的一部分，进程包含多个线程在运行。
线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.
与进程的区别:
(1)地址空间:线程是进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
(2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
(3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
(4)二者均可并发执行.

GCD

1.什么是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

2.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

  • 队列与任务
    1.队列主要包含三种：主线程队列、并行队列、串行队列
    2.任务主要包含两种：异步任务和同步任务
    多线程执行过程就是把任务放在队列中去执行的过程
    (在计算机操作系统中对异步和同步有很深入的概念和定义，并影响到计算机系统有单线程到多线程的过渡发展，其中牵涉到线程切换、时间片等概念。但在GCD这里我们只做大致使用区别)

  • 队列：
    并行队列 ：在队列中的多个任务（线程） 同时执行 （不按顺序执行）
    串行队列： 在队列中的多个任务（线程）排队 依次执行（按顺序执行）

  • 任务:
    同步（sync） 和 异步（async） 的主要区别在于会不会阻塞当前线程，直到 Block 中的任务执行完毕！
    如果是 同步（sync） 操作，它会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕，然后当前线程才会继续往下运行。
    如果是 异步（async）操作，当前线程会直接往下执行，它不会阻塞当前线程。

3.队列的创建方法

  • 可以使用dispatch_queue_create来创建对象，需要传入两个参数，第一个参数表示队列的唯一标识符，用于DEBUG，可为空；第二个参数用来识别是串行队列还是并行队列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行队列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并行队列。

// 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

  • 对于并行队列，还可以使用dispatch_get_global_queue来创建全局并行队列。GCD默认提供了全局的并行队列，需要传入两个参数。第一个参数表示队列优先级，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二个参数暂时没用，用0即可。

4.任务的创建方法

// 同步执行任务创建方法
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); // 这里放任务代码
});
// 异步执行任务创建方法
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); // 这里放任务代码
});

虽然使用GCD只需两步，但是既然我们有两种队列，两种任务执行方式，那么我们就有了四种不同的组合方式。这四种不同的组合方式是

1.并行队列 + 同步执行
2.并行队列 + 异步执行
3.串行队列 + 同步执行
4.串行队列 + 异步执行

5.GCD的基本使用

  • 并行队列+同步执行
    不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务
-(void) syncConcurrent{
NSLog(@"syncConcurrent---begin");
dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_sync(queue, ^{
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
    }
});
dispatch_sync(queue, ^{
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
    }
});
dispatch_sync(queue, ^{
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
    }
});

NSLog(@"syncConcurrent---end");
 }

  • 并行队列 + 异步执行
    可同时开启多线程，任务交替执行

    - (void) asyncConcurrent
{
NSLog(@"asyncConcurrent---begin");

dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});
dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});
dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});

NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

  • 串行队列 + 同步执行
    不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务

    - (void) syncSerial
{
NSLog(@"syncSerial---begin");

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

  dispatch_sync(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});    
dispatch_sync(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});
dispatch_sync(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});

NSLog(@"syncSerial---end");
}

  • 串行队列 + 异步执行
    会开启新线程，但是因为任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务

    - (void) asyncSerial
{
NSLog(@"asyncSerial---begin");

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});    
dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});
dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});

NSLog(@"asyncSerial---end");
}

  • 主队列 + 同步执行
    互等卡住不可行(在主线程中调用)，会出现死锁

     - (void)syncMain
 {
 NSLog(@"syncMain---begin");

 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

 dispatch_sync(queue, ^{
 for (int i = 0; i < 2; ++i) {
     NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
 }
 });
 dispatch_sync(queue, ^{
 for (int i = 0; i < 2; ++i) {
     NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
 }
 });
 dispatch_sync(queue, ^{
 for (int i = 0; i < 2; ++i) {
     NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
 }
 });   

 NSLog(@"syncMain---end");
 }

这是因为我们在主线程中执行这段代码。我们把任务放到了主队列中，也就是放到了主线程的队列中。而同步执行有个特点，就是对于任务是立马执行的。那么当我们把第一个任务放进主队列中，它就会立马执行。但是主线程现在正在处理syncMain方法，所以任务需要等syncMain执行完才能执行。而syncMain执行到第一个任务的时候，又要等第一个任务执行完才能往下执行第二个和第三个任务。

那么，现在的情况就是syncMain方法和第一个任务都在等对方执行完毕。这样大家互相等待，所以就卡住了，所以我们的任务执行不了。

  • 主队列 + 异步执行
    只在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务

    - (void)asyncMain
{
  NSLog(@"asyncMain---begin");

  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

  dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
  }
});    
  dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
  }
  });
  dispatch_async(queue, ^{
  for (int i = 0; i < 2; ++i) {
      NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
  }
  });  

  NSLog(@"asyncMain---end");
  }

  • GCD的队列组 dispatch_group
    有时候我们会有这样的需求：分别异步执行2个耗时操作，然后当2个耗时操作都执行完毕后再回到主线程执行操作。这时候我们可以用到GCD的队列组。
    我们可以先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中。
    调用队列组的dispatch_group_notify回到主线程执行操作。

    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...
  });
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