iOS多线程 - GCD

GCD 全称 Grand Central Dispatch,可翻译为『牛逼的中枢调度器』。GCD 是纯 C 语言,提供了非常强大的函数。

一、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)
  • 程序只需要告诉 GCD 想要执行的任务,不需要编写任何线程管理代码。

二、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。

三、执行任务

GCD 中有 2 个用来执行任务的常用函数

  • 用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  • 用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

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

四、队列的类型

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)

五、容易混淆的术语

  • 同步和异步主要影响:能不能开启新的线程 同步:只是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
  • 并发和串行主要影响:任务的执行方式 并发:允许多个任务并发(同时)执行 串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务

六、并发队列

//创建一个并发队列
// label :相当于队列的名字
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//将任务加入队列
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog("----%@", [NSThread currentThread]);
});
  • GCD 默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,可以无需手动创建
  • 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 priority, //队列的优先级
unsigned long flags);  //次此数暂时无用,用 0 即可

*获得全局并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY, 0);

七、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
//创建串行队列(队列类型传递 NULL 或者 DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", NULL);
  • 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_t queue = dispatch_get_main_queue()

各队列之间的比较

八、GCD 线程间的通信

//比如下载代码
dispatch_async(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0, ^{
    //执行耗时的异步操作
    //图片的网络路径
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/logo_white_fe6da1ec.png"];
    //加载图片
    NSData *data = [NSData dataWithData:data];
    //生成图片
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
    //回到主线程
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        //回到主线程,执行 UI 刷新操作
        self.imageView.image = image;
    });
});

九、GCD 常用函数

1.执行任务

  • GCD 中还有个用来执行任务的函数:
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//在前面任务执行结束后它才执行,而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

2.延时执行

iOS 常见的延时执行

  • 调用 NSObject 的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2 s 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 * NESC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue() ,^{
    //2 s 后异步执行这里的代码
});
  • 使用 NSTimer
[NSTimer scheduledTimeWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];
  1. 一次性代码
  • 使用 dispatch_once 函数能保证某级代码在程序运行过程中只执行一次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //只执行一次的代码(这里默认是线程安全的)
});

4.快速迭代

  • 使用 dispatch_apply 函数进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0) ,^(size_t index){
    //执行 10 次代码,index 顺序不确定
});

5.队列组

  • 有这么一种需求 1.首先,分别异步执行 2 个耗时的操作 2.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_DEFAULT, 0), ^{
    //执行一个耗时的异步操作
});
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...
});

十、单例模式

  • 单例模式的作用 1.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 2.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)

static id *_instance;
+(instancetype)allocWithZone:zone {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
}

+(instancetype)sharedDatabase {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[super alloc] init];
    });
}

提示:alloc 内部会调用 allocWithZone:

上面的代码可以抽成一个宏,这样就不必每次创建模型的都写一次上面的代码了。新建一个名为 Singleton.h 的文件

//.h 文件
#define SingletonH +(instancetype)sharedInstance;

//.m 文件
#define SingletonM \
static id *_instance;\
\
+(instancetype)allocWithZone:zone {\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [super allocWithZone:zone];\
    });\
}\
\
+(instancetype)sharedInstance{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [[super alloc] init];\
    });\
}

提示:只要加一个『\』就表示后面的也是上一行的; 『##』表示后面的内容可以替换。

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