iOS中并发编程的实现方式及各种方式的比较

最新推荐文章于 2021-12-06 15:37:35 发布

huangqishenghqs

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分类专栏： iOS进阶之路文章标签： ios 并发编程

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本文深入介绍了iOS编程中的三种并发编程方式：GCD、NSOperation和NSThread。GCD是一种简单易用的C语言级别并发编程方式；NSOperation提供了面向对象的封装，便于管理并发任务；而NSThread则允许开发者直接管理线程，实现更细粒度的并发控制。每种方式都有其优势和适用场景。

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iOS中主要有三种实现并发编程的方式，他们分别是GCD、NSOperation和NSThread，接下来，我对这三种实现方式分别进行简介：

1、GCD，全称是Grand Central Dispatch。这是在iOS编程中使用最多的并发编程方式，其核心思想就是将需要并发执行的任务封装到block里，通过把block分发到不同类型的队列里，对不同类型的队列，实现并发执行。GCD是一套C语言级别的并发编程方式，通过调用系统提供的C函数来实现，例如：

// dispatch_get_global_queue是用于获取系统提供的并发队列，
// dispatch_async用于把封装好的block分发到指定的队列里，异步执行
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
                    // 待执行的任务代码
                });

GCD的优势：GCD是一种非常简单的并发编程方式。把要执行的任务封装到block就行了，然后只需要调用一个C函数，就可以实现并发。大部分情况下，开发者不需要维护自己的队列，只需使用系统提供的队列即可，更加节省了开发时间，提高开发效率。同时，GCD不需要开发者直接跟线程操作接触，所有的并发线程由系统提供并维护，大大简化了多线程管理的工作。系统会根据资源的多少来决定并发线程的数量，不会出现线程数量膨胀过多的情况，使整个App运行效率更高。

GCD的劣势：由于GCD是一种C级别的API，故无法运用面向对象的很多特性。GCD采用block封装执行任务，比较适合小型的任务并发执行，对于一些大型的任务，代码量过大，会导致难以维护的尴尬。GCD没有对任务执行状态监听的机制，一旦分发任务，只能等待任务执行完成。

2、NSOperation，NSOperation的核心是对GCD的一种面向对象封装，故其使用方法跟GCD有些类似。把需要并发执行的任务封装到NSOperation里，然后将NSOperation增加到NSOperationQueue里，来实现并发执行。例如：

    static NSOperationQueue *_wm_imageRequestOperationQueue = nil;

    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _wm_imageRequestOperationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
        [_wm_imageRequestOperationQueue setMaxConcurrentOperationCount:NSOperationQueueDefaultMaxConcurrentOperationCount];
    });
    NSOperation *operation = [[NSOperation alloc] init];
    [_wm_imageRequestOperationQueue addOperation:operation];

使用NSOperation时，需要注意一下几点：
1）NSOperation必须加入NSOperationQueue才会并发执行，如果直接调用start方法，NSOperation会在当前线程执行。
2）NSOperation必须维护自己的NSOperationQueue，系统只提供对应于主线程的mainQueue，不提供其他形式的队列。
3）所有开发者创建的NSOperationQueue都是并发队列，队列里的任务采用FIFO，但是是并发执行，不能保证任务执行完成的顺序。
4）继承NSOperation时，请把需要执行的任务代码写在main方法中。
5）不能直接调用NSOperation的main方法。

NSOperation的优势：其是一种面向对象的并发编程方式，能够使用面向对象的特性。同时NSOperation有一系列的任务执行状态监听机制，能够很方便的管理任务执行。也不需要直接操作线程，简化开发工作。

NSOperation的劣势：开发者需要维护队列，需要对任务进行面向对象封装，编码起来比较繁琐。没有顺序队列。

3、NSThread，这才是iOS真正线程级别的并发编程。每一个NSThread都是一个线程，其任务都是在次线程下执行的。NSThread主要通过target-selector模式，来实现任务的执行，当启动线程时，在启动的线程中，会执行target的selector，从而完成并发任务。也可以采用继承NSThread，重写main方法的模式来实现任务封装。以下是target-selector模式的实现：

- (void)startload
{
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(loadingdata)
                             toTarget:self
                           withObject:nil];
}
- (void)loadingdata {
    // 需要并发执行的任务
}

NSThread的优势：开发者自己管理线程，能够控制并发任务执行的线程。也有一系列的执行状态控制，但是部分操作需要开发者自己实现。

NSThread的劣势：编程起来比较复杂，开发者需要自己维护线程，增加开发难度。平时很少使用此API来实现多线程开发。