ios开发之多线程--GCD介绍

最新推荐文章于 2024-05-30 22:03:38 发布

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#多线程 #ios开发

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本文详细介绍了Grand Central Dispatch (GCD) 的基本概念、优势及应用场景，包括任务和队列的概念、队列类型的区分、如何创建队列、线程间的通信、延时执行、一次性代码执行以及队列组的使用。此外，还提供了单例模式的实现方法，并通过代码示例展示了不同队列和执行方式的效果。

一.GCD简单介绍

1.什么是GCD

全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”

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

3.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

4.执行任务

GCD中有2个用来执行任务的函数

用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

queue：队列

block：任务

用异步的方式执行任务

dispatch_async(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

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

5.队列类型

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

重点提示: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：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

异步：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

二.创建队列

1.并发队列

GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建

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_tpriority,// 队列的优先级

unsigned longflags);// 此参数暂时无用，用0即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //获得全局并发队列

全局并发队列的优先级

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2// 高

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0// 默认（中）

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)// 低

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN// 后台

2.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

dispatch_queue_t

dispatch_queue_create(const char*label, //队列名称

dispatch_queue_attr_t attr); //队列属性，一般用NULL即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 创建

dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列

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_tqueue = dispatch_get_main_queue();

3.各种队列执行的效果

注意

使用sync函数往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列

三.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

});

四.延时执行

iOS常见的延时执行有2种方式

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秒后执行这里的代码...在哪个线程执行，跟队列类型有关

});

五.一次性代码

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)

});

六.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_tgroup = 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...

});

七.单例模式

1.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）

单例模式在ARC\MRC环境下的写法有所不同，需要编写2套不同的代码

可以用宏判断是否为ARC环境

#if __has_feature(objc_arc)

// ARC

#else

// MRC

#endif

2.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）

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone*)zone {

if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁

@synchronized(self) {

if (_instance == nil) { // 防止创建多次

_instance = [super allocWithZone:zone];

}

return _instance;

}

提供1个类方法让外界访问唯一的实例

+ (instancetype)sharedMusicTool {

if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁

@synchronized(self) {

if (_instance == nil) { // 防止创建多次

_instance = [[self alloc] init];

}

return _instance;

}

实现copyWithZone:方法

- (id)copyWithZone:(struct _NSZone*)zone {

return _instance;

}

3.非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）

p实现内存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release{}

- (id)autorelease { return self; }

八 .代码示例:

<span style="font-size:18px;">//1.串行队列 + 同步执行函数
//结论1. 没有开启新线程
//结论2. 按顺序执行
//开发中布经常用
- (void)serialAddSync
{
    NSLog(@"serialAddSycn%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //2.同步执行函数 将任务添加到串行队列中 交给同步执行函数执行
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务1
        NSLog(@"耗时任务1:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
    //往串行队列中 添加多个任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务2
        NSLog(@"耗时任务2:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任务3
        NSLog(@"耗时任务3:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
}
</span>

//2.串行队列 + 异步执行函数

//结论1.开启新线程
//2.同一队列的任务由同一个线程来执行,肯定是按顺序执行
//一个串行队列对应一条线程
- (void)serialAddAsync{
NSLog(@"serialAddAsycnBegan%@",[NSThread currentThread]);

//1.创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//2.异步执行函数 将任务添加到串行队列中 交给异步执行函数执行
dispatch_async(queue, ^{
//任务1
NSLog(@"耗时任务1:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任务2
NSLog(@"耗时任务2:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任务3
NSLog(@"耗时任务3:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任务1
NSLog(@"耗时任务4:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任务2
NSLog(@"耗时任务5:%@",[NSThread currentThread]);

});

NSLog(@"serialAddAsycnEnd%@",[NSThread currentThread]);


}

//3.并发队列 + 同步执行函数
//没有开启新线程
//任务顺序执行(在同一线程(当前线程)中执行)
- (void)concurrentAddSync
{
    NSLog(@"concurrentAddSync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.将任务添加到队列中
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务2:%@",[NSThread currentThread]);
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//4.并发队列 + 异步执行函数(开发中使用最多)
//开启多条线程
//任务同时执行的
- (void)concurrentAddAsync {
    NSLog(@"concurrentAddAsync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.创建全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.将任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务2:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任务
        NSLog(@"任务4:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//5.主队列 + 同步执行函数
    //1.如果当前线程为主线程 会照成主队列和主线程中的任务相互等待 无法执行 主线程卡死
    //主队列的任务都交给主线程执行
    
    //主队列和主线程中的任务相互等待 无法执行
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);

 //6.主队列 + 异步执行函数 (开发中需要回到主线程 使用 主队列 + 异步函数)
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);