• 多线程(三)GCD


    一、GCD
    • GCD:Grand Central Dispatch,宏大的中央调度!!!是苹果为多核的并行运算提出的解决方案,会自动合理地利用更多的CPU内核(比如双核、四核), GCD的底层依然是用线程实现,但是它会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程),完全不需要我们管理,我们只需要告诉干什么就行。同时它使用的也是 C语言,不过由于使用了 Block(Swift里叫做闭包),使得使用起来更加方便,而且灵活。
     
    二、GCD的两个概念:任务和队列
    • 任务:即操作,就是一段代码,在 GCD 中就是一个 Block。任务有两种执行方式: 同步执行 和 异步执行,他们之间的区别:是否会创建新的线程。
      • 同步执行:只要是同步执行的任务,都会在当前线程执行,不会另开线程。
      • 异步执行:只要是异步执行的任务,都会另开线程,在别的线程执行。
      • 同步(sync) 和 异步(async) 的主要区别在于会不会阻塞当前线程,直到 Block 中的任务执行完毕!
      • 同步(sync) 操作,会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕,然后当前线程才会继续往下运行。
      • 异步(async)操作,当前线程会直接往下执行,它不会阻塞当前线程。
       
    • 队列:用于存放任务。一共有两种队列,
      • 串行队列:串行队列中的任务会根据队列的定义 FIFO 的执行,一个接一个的先进先出的进行执行。
      • 并行队列:并行队列中的任务根据同步或异步有不同的执行方式。
        • 放到串行队列的任务,GCD 也会 FIFO的取出来,但不同的是,它取出来一个就会放到别的线程,然后再取出来一个又放到另一个的线程。这样由于取的动作很快,忽略不计,看起来,所有的任务都是一起执行的。不过需要注意,GCD 会根据系统资源控制并行的数量,所以如果任务很多,它并不会让所有任务同时执行。
             
    三、创建队列
    • 主队列:这是一个特殊的 串行队列。它用于刷新 UI,任何需要刷新UI的工作都要在主队列执行,所以一般耗时的任务都要放到别的线程执行。
      • dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
      •  
    • 自己创建的队列:自己可以创建 串行队列, 也可以创建 并行队列。
      • 它有两个参数,第一个参数是标识符,用于 DEBUG 的时候标识唯一的队列,可以为空。
      • 第二个才是最重要的,用来表示创建的队列是串行的还是并行的,
        • 传入 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列,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。
        • 传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列,可以并发地执行多个任务,但是执行完成的顺序是随机的。
      • dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", NULL);
    • 全局并行队列:这应该是唯一一个并行队列,只要是并行任务一般都加入到这个队列。
      • dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
      • 优先级(第一个参数):
        • #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 //优先级最高,在default,和low之前执行
          #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认优先级,在low之前,在high之后
          #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) //在high和default后执行
          #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN  //提交到这个队列的任务会在high优先级的任务和已经提交到background队列的执行完后执行。
    四、创建任务
    • 同步任务:不会另开线程 (SYNC)
      •  dispatch_sync(, ^{
              //code here
              NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
          });
    • 异步任务:会另开线程 (ASYNC)
      •  dispatch_async(, ^{
              //code here
              NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
          });
    • 示例一:
      • - (void)gcdTest{
            NSLog(@"之前 - %@ ", NSThread.currentThread);
            dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
                NSLog(@"sync - %@", NSThread.currentThread);
            });
            NSLog(@"之后 - %@", NSThread.currentThread);
        }  
      • // 只会打印第一句:之前 - {number = 1, name = main} ,然后主线程就卡死了
      • 原因:同步任务会阻塞当前线程,然后把 Block 中的任务放到指定的队列中执行,只有等到 Block 中的任务完成后才会让当前线程继续往下运行。
      • 打印完第一句后,dispatch_sync 立即阻塞当前的主线程,然后把 Block 中的任务放到 main_queue 中,可以 main_queue 中的任务会被取出来放到主线程中执行,但主线程这个时候已经被阻塞了,所以 Block 中的任务就不能完成,它不完成,dispatch_sync 就会一直阻塞主线程,这就是死锁现象。导致主线程一直卡死。
    • 示例二:
      • - (void)gcdTe1 {
            dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
            NSLog(@“ 1 之前 - %@", NSThread.currentThread);
            dispatch_async(queue, ^{
                NSLog(@“ 2 同步之前 - %@", NSThread.currentThread);
                dispatch_sync(queue, ^{
                   NSLog(@“ 3 同步 - %@", NSThread.currentThread);
                });
                NSLog(@“ 4 同步之后 - %@", NSThread.currentThread);
            });
            NSLog(@“ 5 之后 - %@", NSThread.currentThread);
        }
      • 1,2,5会打印,3,4不会
      • dispatch_async 异步执行,当前线程不会被阻塞,于是有了两条线程,一条当前线程继续往下打印出 1 , 另一条执行 Block 中的内容打印 2。因为这两条是并行的,所以打印的先后顺序无所谓。
        dispatch_sync同步执行,它所在的线程会被阻塞,一直等到 sync 里的任务执行完才会继续往下。于是 sync 就把自己 Block 中的任务放到 queue 中,可 queue 是一个串行队列,一次执行一个任务,所以 sync 的 Block 必须等到前一个任务执行完毕,但是 queue 正在执行的任务就是被 sync 阻塞了的那个。于是发生了死锁。所以 sync 所在的线程被卡死了。
    • 队列组
      • 可以将很多队列添加到一个组里,当这个组里所有的任务都执行完了,队列组会通过 dispatch_group_notify方法通知我们。
      • 示例:
        • - (void)group1 {
              dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
              dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
              //多次使用队列组的方法执行任务, 只有异步方法
              dispatch_group_async(group, queue, ^{
                  for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
                      NSLog(@"group-01 - %@", [NSThread currentThread]);
                  }
              });
              
              dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
                  for (NSInteger i = 0; i < 8; i++) {
                      NSLog(@"group-02 - %@", [NSThread currentThread]);
                  }
              });

              dispatch_group_async(group, queue, ^{
                  for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
                      NSLog(@"group-03 - %@", [NSThread currentThread]);
                  }
              });
              //都完成后会自动通知
              dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
                  NSLog(@"完成 - %@", [NSThread currentThread]);
              });
          }

    五、单例模式
    • @interface Tool : NSObject
      + (instancetype)sharedTool;
      @end
      @implementation Tool
      static id _instance;
      + (instancetype)sharedTool {
          static dispatch_once_t onceToken;
          dispatch_once(&onceToken, ^{
              _instance = [[Tool alloc] init];
          });
          return _instance;
      }
      @end
     
    六、延迟执行
    • dispatch_after:延迟一段时间把一项任务提交到队列中执行,返回之后就不能取消
    • dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{   //code  });
      • delayInSeconds  延迟的时间
    • dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
          NSLog(@"---->(∩_∩)O哈哈~”);  //延迟5秒
      });
    • 可以对它封装一下
      • - (void)myGcdAfterTime:(double)time codeBlock:(void (^)())codeBlock{
            dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(time * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), codeBlock);
        }
      • 使用:[selfmyGcdAfterTime:5.0codeBlock:^{
                NSLog(@"---->O(∩_∩)O哈哈~");
             }];
     
    七、其他用法
    • 屏障
    • dispatch_barrier_async 是在前面的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
      • 这个方法重点是你传入的 queue,当你传入的 queue 是通过 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 参数自己创建的 queue 时,这个方法会阻塞这个 queue(注意是阻塞 queue ,而不是阻塞当前线程),一直等到这个 queue 中排在它前面的任务都执行完成后才会开始执行自己,自己执行完毕后,才会取消阻塞,使这个 queue 中排在它后面的任务继续执行。
      • 如果你传入的是其他的 queue, 那么它就和 dispatch_async 一样了
      • 示例:
        • - (void)gcdBarrier {
              dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.wwl", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
              dispatch_async(queue, ^{
                  [NSThread sleepForTimeInterval:2];
                  NSLog(@"---> 1 ");
              });
              dispatch_async(queue, ^{
                  [NSThread sleepForTimeInterval:4];
                  NSLog(@"---> 2 ");
              });
              dispatch_barrier_async(queue, ^{
                  NSLog(@"---> 3 ");
                  [NSThread sleepForTimeInterval:4];
                 
              });
              dispatch_async(queue, ^{
                  [NSThread sleepForTimeInterval:1];
                  NSLog(@"---> 4 ");
              });
          }
        • 注意打印时间
        •  13:38:15.526  ---> 1
           13:38:17.526  ---> 2
           13:38:17.527  ---> 3
           13:38:22.539  ---> 4 
    • dispatch_barrier_sync
      • 这个方法的使用和上一个一样,传入 自定义的并发队列(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT),它和上一个方法一样的阻塞 queue,不同的是这个方法还会阻塞当前线程。
      • 如果你传入的是其他的 queue, 那么它就和 dispatch_sync 一样了。
     
    • dispatch_apply
      • 把一项任务提交到队列中多次执行,具体是并行执行还是串行执行由队列本身决定.注意,dispatch_apply不会立刻返回,在执行完毕后才会返回,是同步的调用。
    •  dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, ^(size_t) {  //code  });
      • size_t iterations:代码执行次数
      • dispatch_queue_t queue:传入的队列
      • size_t:代码当前的执行次数,
    • 示例:
      • - (void)gcdApply {
            dispatch_apply(5, dispatch_get_global_queue(0, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT), ^(size_t index) {
                 NSLog(@"----> %ld  %@",index, [NSThread currentThread]);
            });
        }
      • ----> 0   <NSThread: 0x16669b20>{number = 1, name = main}
        ----> 1   <NSThread: 0x16587ed0>{number = 2, name = (null)}
        ----> 3   <NSThread: 0x16587ed0>{number = 2, name = (null)}
        ----> 4   <NSThread: 0x16587ed0>{number = 2, name = (null)}
        ----> 2   <NSThread: 0x16669b20>{number = 1, name = main}
      • 因为传入的是全局队列,是并行的,所以会开线程,打印的顺序不确定。
      • 换成串行队列会循序打印,不开线程
      •  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.wwl", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
            dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index) {
                NSLog(@"----> %ld  %@",index,[NSThread currentThread]);
            });
    • 从其他线程回到主线程
      • dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                //注意是异步
            });
     
    • 下载图片示例:
      • - (void)downloadImages {
            dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
           
            // 异步下载图片
            dispatch_async(queue, ^{
                // 创建一个组
                dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
               
                __blockUIImage *image1 = nil;
                __blockUIImage *image2 = nil;
               
                // 关联一个任务到group
                dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
                    // 下载第一张图片
                    NSString *url1 = @"http://car0.autoimg.cn/upload/spec/9579/u_20120110174805627264.jpg";
                    image1 = [selfimageWithURLString:url1];
                });
               
                // 关联一个任务到group
                dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
                    // 下载第一张图片
                    NSString *url2 = @"http://hiphotos.baidu.com/lvpics/pic/item/3a86813d1fa41768bba16746.jpg";
                    image2 = [selfimageWithURLString:url2];
                });
               
                // 等待组中的任务执行完毕,回到主线程执行block回调
                dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
                    self.imageView1.image = image1;
                    self.imageView2.image = image2;
                });
            });
        }

        - (UIImage *)imageWithURLString:(NSString *)urlString {
            NSURL *url = [NSURLURLWithString:urlString];
            NSData *data = [NSDatadataWithContentsOfURL:url];
            return [[UIImagealloc] initWithData:data];
        }
     
     
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