iOS多线程

于 2016-07-21 23:23:32 发布
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  1. 多线程概述
    　1> 程序、进程和进程的概念
    程序：由源代码生成的可执行应用。（例如：QQ.app）

进程：一个正在运行的程序可以看做一个进程。（例如：正在运行的QQ就是一个进程），进程拥有独立运行所需的全部资源。

线程：程序中独立运行的代码段。（例如：接收QQ消息的代码）

一个进程是由一或多个线程组成。进程只负责资源的调度和分配，线程才是程序真正的执行单元，负责代码的执行。

　2> 单线程
每个正在运行的程序（即进程），至少包含一个线程，这个线程叫主线程。

主线程在程序启动时被创建，用于执行main函数。

只有一个主线程的程序，称作单线程程序。

在单线程程序中,主线程负责执行程序的所有代码（UI展现以及刷新，网络请求，本地存储等等）。这些代码只能顺序执行，无法并发执行。

　3> 多线程
拥有多个线程的程序，称作多线程程序。

iOS允许用户自己开辟新的线程，相对于主线程来讲，这些线程，称作子线程。

可以根据需要开辟若干子线程

子线程和主线程 都是 独立的运行单元，各自的执行互不影响，因此能够并发执行。

　4> 单线程和多线程区别
单线程程序：只有一个线程，即主线程，代码顺序执行，容易出现代码阻塞（页面假死）。

多线程程序：有多个线程，线程间独立运行，能有效的避免代码阻塞，并且提高程序的运行性能。

注意：iOS中关于UI的添加和刷新必须在主线程中操作。

  1. NSThread与NSObject创建多线程
    　1> NSThread创建方法
    　　

NSThread手动开辟子线程
复制代码
// 参数1：target
// 参数2：方法
// 参数3：传递的参数
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(sayHi) object:nil];

// 开启线程
[thread start];

复制代码
NSThread自动开辟子线程
　　// 线程自动开启
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(sayHi) toTarget:self withObject:nil];
　2> NSThread其他常用属性和方法
　　头文件中其他常用属性和方法的声明：

复制代码
// 获取当前的线程
+ (NSThread *)currentThread;

// 主线程休眠ti秒
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

// 直接将线程退出
+ (void)exit;

// 判断是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread;

// 获取主线程
+ (NSThread *)mainThread;

// 取消线程,不是真正的取消，只是给线程发送一个信号，通过这份信号进行取消
- (void)cancel;

// 手动开辟子线程时启动线程
- (void)start;
复制代码
　　代码：

复制代码
// 获取当前线程
NSLog(@”currentThread == %@”, [NSThread currentThread]);

// 获取主线程
NSLog(@"mainThread == %@", [NSThread mainThread]);

// 判断当前线程是否为主线程
NSLog(@"isMainThread == %d", [NSThread isMainThread]);

复制代码
　3> NSObject开启子线程
复制代码
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

// 使用performSelectorInBackground开辟子线程
// 参数1：selector
// 参数2：方法传递的参数
[self performSelectorInBackground:@selector(sayHi) withObject:nil];
self.view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];

}

// 子线程执行方法
- (void)sayHi
{

NSLog(@"Hello World");

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

NSLog(@"mainThread == %@", [NSThread mainThread]);

// 回到主线程修改当前背景颜色
// 参数1：selector
// 参数2：传的参数
// 参数3：是否等待子线程执行完成之后进入主线程
[self performSelectorOnMainThread:@selector(mainThreadChangeColor) withObject:nil waitUntilDone:YES];

}

// 主线程执行方法
- (void)mainThreadChangeColor
{
self.view.backgroundColor = [UIColor cyanColor];

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

NSLog(@"mainThread == %@", [NSThread mainThread]);

}
复制代码
　4> 线程结束
　　使用NSThread和NSObject实现的开辟线程，系统会自动释放，关不关都可以

　　结束线程的两种方式：

// 取消线程
[thread cancel]; // 不是真正的取消，只是给线程发送一个信号，通过这份信号进行取消

// 直接将线程退出
[NSThread exit]；

3. NSOperationQueue
　1> 概述
NSOperation类，在MVC中属于M，是用来封装单个任务相关的代码和数据的抽象类

因为它是抽象的，不能够直接使用这个类，而是使用子类（ NSInvocationOperation或NSBlockOperation ）来执行实际任务。

NSOperation（含子类），只是一个操作，本身无主线程、子线程之分，可在任意线程中使用。通常与NSOperationQueue结合使用。

　2> NSInvocationOperation
NSInvocationOperation是NSOperation的子类

封装了执行操作的target和要执行的action。

复制代码
NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];

// 在单独使用NSOperation的子类去创建线程的时候，一定要启动才行

[invocationOperation start];

  • (void)test
    {
    NSLog(@”��”);

    NSLog(@”currentThread Invocation == %@”, [NSThread currentThread]);
    NSLog(@”mainThread Invocation == %@”, [NSThread mainThread]);
    }
    复制代码
    　3> NSBlockOperation
    NSBlockOperation是NSOperation的子类

封装了需要执行的代码块

复制代码
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

    NSLog(@"Block");

    NSLog(@"currentThread Block == %@", [NSThread currentThread]);
    NSLog(@"mainThread Block == %@", [NSThread mainThread]);
}];

// 只有启动的时候才会调用Block的内容
[blockOperation start];

复制代码
　　 注：在使用NSOperation的子类去创建线程的时候，实际上没有真正意义上创建成功

　　上图中输出的地址都是同一个地址，说明子线程没有创建成功

　4> NSOperationQueue
NSOperationQueue是操作队列，他用来管理一组Operation对象的执行，会根据需要自动为Operation开辟合适数量的线程，以完成任务的并行执行

其中NSOperation可以调节它在队列中的优先级（使用addDependency:设置依赖关系）

最大并发数maxConcurrentOperationCount

　　当值设置为1时，可以叫串行：即顺序执行

　　当值设置大于1时，叫做并行：多条通道同时进行各自的任务

将 2> 和 3> 中创建的子线程添加到NSOperationQueue的操作队列
// 需要把上边的两个线程，放到操作队列中
// addOperation一旦将创建的对象加入到队列中，就不能使用start方法，否则或造成奔溃
NSOperationQueue *operationQueue = [NSOperationQueue new];

[operationQueue addOperation:invocationOperation];
[operationQueue addOperation:blockOperation];

　　注：addOperation一旦将创建的对象加入到队列中，就不能使用start方法，否则或造成奔溃

　　崩溃信息为：reason: ‘* -[NSOperationQueue addOperation:]: operation is finished and cannot be enqueued

　　请大家注意！

  1. GCD
    　1> 概述

Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一种多核编程技术。主要用于优化应用程序以支持多核处理器以及其他对称多处理系统。

GCD提供函数实现多线程开发，性能更高，功能也更加强大。

它首次发布在Mac OS X 10.6 ，iOS 4及以上也可用。

　2> 核心概念

任务：具有一定功能的代码段。一般是一个block或者函数

分发队列：GCD以队列的方式进行工作，FIFO

GCD会根据分发队列的类型，创建合适数量的线程执行队列中的任务

　3> GCD中的队列

串行队列（SerialQueue）：一次只执行一个任务。Serial queue通常用于同步访问特定的资源或数据。当你创建多个Serial queue时，虽然它们各自是同步执行的，但Serial queue与Serial queue之间是并发执行的。SerialQueue能实现线程同步

并行队列（Concurrent）：可以并发地执行多个任务，虽然遵守FIFO（先进先出），但由于各个任务被分配到不同的线程执行，因此其完成时间有可能不同，即：后分配的任务有可能先执行完成；并发队列一定需要和异步执行的任务(使用dispatch_async())结合起来使用才有意义。

主队列：主队列也是一个串行队列，主队列中的任务都在主线程中执行。
　4> 串行队列（SerialQueue）

第一种：系统提供的创建串行队列的方法，实际上主队列的创建方法
复制代码
// 第一种获取方式：里面的任务是在主线程依次去执行，dispatch_get_main_queue()获取主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 往队列里面添加任务
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@”这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d “, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});
复制代码
第二种：自己创建的队列
复制代码
// 参数1：队列的名字（苹果推荐使用反向域名去命名）
// 参数2：队列的类型（串行队列、并行队列）,这种方式创建的队列，它会自己去开辟一个子线程去完成队列里面的任务
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.zf.mySerialQueue”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@”这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d “, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});
复制代码
　5> 并行队列

第一种：系统提供的创建并行队列的方法
复制代码
// 参数1：优先级PRIORITY（有四个，没有明显的区别）
// 参数2：系统保留字，苹果预留的参数为了以后去使用，目前没有用到，填写0
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

dispatch_async(oneQueue, ^{

NSLog(@”这是第一个任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d”, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});
复制代码
第二种：自己创建的队列
　　使用的方法同串行队列，只有创建函数参数2给定队列的类型的时候，将DISPATCH_QUEUE_SERIAL替换为DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

复制代码
// 参数1：队列的名字（苹果推荐使用反向域名去命名）
// 参数2：队列的类型（串行队列、并行队列）,这种方式创建的队列，它会自己去开辟一个子线程去完成队列里面的任务
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.zf.mySerialQueue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@”这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d “, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});
复制代码
　6> GCD功能函数

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, ^(void)block) // 异步任务，往队列中添加任务，任务会排队执行
　　参数1（dispatch_queue_t queue）：添加任务的队列

　　参数2（^(void)block）：Block，主要是在添加过程中进行一些操作，操作代码就写在Block中

dispatch_after() //往队列中添加任务，任务不但会排队，还会在延迟的时间点执行
复制代码
/*
函数
dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, ^(void)block);

 // 系统封装的代码快（一般使用）
 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(具体的浮点型数字 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
 　　延迟执行的内容
 });

 */
// 参数1：延迟的时间,使用dispatch_time()初始化
// 参数2：队列
// 参数3：Block
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"3.0秒后");
});

复制代码
　　dispatch_time(dispatch_time_t when, int64_t delta)对延迟时间进行初始化

　　参数1：为起始时间，系统宏定义，一般使用 DISPATCH_TIME_NOW

　　参数2：为延迟的具体时间类型为 int64_t，变量的类型为：具体浮点型数字 * 时间单位（系统的宏定义，可以根据实际情况选用）

dispatch_apply() //往队列中添加任务，任务会重复执行n次
复制代码
/*
dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, ^(size_t) {
code
});
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.zf.myQueue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 参数1：添加任务的个数
// 参数2：队列
// 参数3：Block，这个Block没有变量名，需要自己添加
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
NSLog(@”%zu”, index);
});
复制代码
　　注：函数dispatch_apply()的参数3Block没有变量名，需要自己添加

dispatch_group_async() //将任务添加到队列中，并添加分组标记

dispatch_group_notify() //将任务添加到队列中，当某个分组的所有任务执行完之后，此任务才会执行

复制代码
// dispatch_group_t主要用于把一些不相关的任务归为一组
// 组里面放的是队列
// dispatch_group_async作用是往组里面的队列添加任务
// dispatch_group_notify作用：监听组里面的任务，等到组里面的任务全部执行完成之后，才会执行它里面的任务

//1、创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
//2、创建组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
     // 3、往组里面的队列添加任务（注意：在执行notify之前最起码要向队列中放置一个任务才可以，否则，notify里面的任务不会等待小组里面的其他任务执行完才执行。）
dispatch_group_async(group, queue, ^{
     NSLog(@"这是第一个任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d", [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});

dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@”我是最后一个任务，组里面的其他任务都执行完毕之后，我就会执行”);
});
复制代码
dispatch_barrier_async() //将任务添加到队列中，此任务执行的时候，其他任务停止执行
复制代码
// 数据库的读取。。。可以并发执行，通过 GCD 里面的并行队列去实现
// 数据库的写入。。。。只能串行执行，通过 GCD 里面的串行队列去实现
// 但是真正的项目，肯定是既有数据的读取，也有数据库的写入。。。如何解决该问题:dispatch_barrier_async 在它之前的任务可以并发去执行，在他之后的任务也可以去并发执行
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“concurrentTest”,DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@”这是第一个读取数据的任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d”, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});

dispatch_barrier_async(queue, ^{
    NSLog(@"正在在数据库里写东西，不要打扰我");
});

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@”这是第二个读取数据的任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d”, [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
});
复制代码
dispatch_once() //任务添加到队列中，但任务在程序运行过程中，只执行一次
　　dispatch_once： 该函数接收一个dispatch_once用于检查该代码块是否已经被调度的谓词（是一个长整型，实际上作为BOOL使用）。它还接收一个希望在应用的生命周期内仅被调度一次的代码块。

　　dispatch_once 不仅意味着代码仅会被运行一次，而且还是线程安全的，这就意味着你不需要使用诸如@synchronized之类的来防止使用多个线程或者队列时不同步的问题。

　　运用代码（单例的完整定义）

复制代码
static MyHandle *handle = nil;

  • (MyHandle *)sharedMyHandle
    {
    // 在GCD中只执行一次，用于记录内容是否执行过
    static dispatch_once_t onceToken;

    dispatch_once(&onceToken, ^{
    handle = [MyHandle new];
    });

    return handle;
    }
    复制代码
    dispatch_sync() //同步任务 将任务添加到队列中，block不执行完，下面代码不会执行
    　　与 dispatch_async() 的区别：

    　　　dispatch_async() 不等 block 体执行完，就去执行下面的代码，会在另外的线程中执行

    　　　dispatch_sync() 会等待 block 体执行完成之后，才会去执行 block 体外面的代码，会在当前的线程中执行，当前线程有可能是主线程，也有可能是子线程

dispatch_async_f() //将任务添加到队列中，任务是函数非block
复制代码
// 函数
void function(void * str){
NSLog(@”这是一个函数,%s”,str);
}

// 第一个参数：队列
// 第二个参数：函数参数的内容
// 第三个参数：函数
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async_f(queue, @”passValue”, function);

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