iOS 多线程 (二) GCD

on iOS

上一篇介绍了NSThread的使用，本篇继续介绍iOS多线程之GCD，GCD为纯C语言API，是在iOS编程中最常使用的API之一。

上一篇： iOS多线程(一)NSThread

概念 - Grand Central Dispatch: "伟大的中枢调度器" - GCDGCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案 - 纯C语言，提供了非常多强大的函数

优势

  1. GCD会自动利用更多的CPU内核(如何双核、四核)
  2. 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)
  3. 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

基本概念

任务和队列

  1. 任务: 执行什么操作
  2. 队列(queue): 用来存放任务

任务

  • 执行任务
  • 同步的方式执行任务
    • dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_INITIATED,0){//code})
  • 异步的方式执行任务
    • dispatch_async(dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_INITIATED,0){ // 比较耗时的操作 })
  • 用来执行任务的函数，前面的任务执行结束后才执行，它后面的任务等它执行完成之后才会执行
    • dispatch_barrier_async(concurrentPhotoQueue) { // 1}

注意 - 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

QOS: quality of service * QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 0x21, 用户交互(希望尽快完成，用户对结果很期望，不要放太耗时操作) * QOS_CLASS_USER_INITIATED 0x19, 用户期望(不要放太耗时操作) * QOS_CLASS_DEFAULT 0x15, 默认(不是给程序员使用的，用来重置对列使用的) * QOS_CLASS_UTILITY 0x11, 实用工具(耗时操作，可以使用这个选项) * QOS_CLASS_BACKGROUND 0x09, 后台 * QOS_CLASS_UNSPECIFIED 0x00, 未指定

int64_t delta 单位为纳秒
  • var NSEC_PER_SEC: UInt64 { get } 每秒有多少纳秒(10^9)
  • var NSEC_PER_MSEC: UInt64 { get } 每毫秒有多少纳秒(10^6)
  • var USEC_PER_SEC: UInt64 { get } 每秒有多少微秒(10^6)
  • var NSEC_PER_USEC: UInt64 { get } 每微秒有多少纳秒(10^3)

队列

  • 并发队列（Concurrent Dispatch Queue） func dispatch_queue_create(label: UnsafePointer<Int8>, attr: dispatch_queue_attr_t!) -> dispatch_queue_t!

    • 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

    dispatch_async()

  • 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）

  • 各种队列的执行效果

Compare: 1.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 2.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

GCD运用

  • 线程间通信：

  • 延时执行 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // 2秒后异步执行这里的代码... });

  • 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) });

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

  • 队列组 // 分别异步执行2个耗时的操作、2个异步操作都执行完毕后，再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... });

单例模式

  • 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;
  • 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）
  • 实现过程
    • 重写实现：
    • 宏实现:

源码

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY,0),{
    // 花费大量时间的代码
    for var i = 0;i<100000;i++ {
        print("异步执行，这里要花费大量的时间，GCD")
    }
    dispathch_async(dispatch_get_main_queue(),{
        // 需要主线程的执行代码
        print("这里返回主线程，写需要主线程执行的代码"")
    })
})

GCD中并发队列只有global的三个是并发处理栈内任务。自己创建的和main属性的都是串发的，栈与栈之前是并发的;GCD是通过BSD级别，在多核环境中对多线程并发的替代方案，不能单纯的用线程去做比较

并发性与并行性的区别:

  • 并发性: 两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
    • 实质是一个物理CPU(也可以多个物理CPU)在若干道程序之间多路复用，并发性是对有限的物理资源强制实行多用户共享以提高效率
    • 实现幷发技术的关键之一是如何对系统内的多个活动（进程）进行切换。
  • 并行性: 两个或多个事件在同一时刻发生。
    • 两个或两个以上的事件或活动在同一时刻发生。在多道程序环境下，并行性使多个程序同一时刻可在不同CPU上同时执行。

Note: 并行的时间或者活动一定是幷发的，但是反之并发的时间或者活动未必是并行的。并行性是并发性的特例，而并发性是并行性的拓展。

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多线程(三)NSOperation