iOS多线程之GCD学习笔记

什么是GCD

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

　　2.纯C语言，提供了非常多强大的函数

GCD的优势

1. GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
2. GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
3. 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）
4. 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

任务和队列

GCD中有2个核心概念

1. 任务：执行什么操作
2. 队列：用来存放任务

GCD的使用就2个步骤，首先确定定制任务（确定想做的事情），然后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）

执行任务 

GCD中有2个用来执行任务的函数

　　1.用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);


//queue：队列

//block：任务

　　2.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

队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型

　　1.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 

　　2.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）

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

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_t priority, // 队列的优先级

unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可

dispatch_queue_t queue = 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

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

串行队列

　　GCD中获得串行有2种途径

　　　　1.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_t queue = 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

 

　　　　2.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();

各种队列的执行效果

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

        });

});

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

    

});

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)

});

队列组

　　假设有这么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_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

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
2. 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ARCMRC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

　　3.　单例模式 - ARC

• • 　　ARC中，单例模式的实现是在.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;

}

　　4.单例模式 – 非ARC

• • 　　非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）

• • 　　实现内存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release {}

- (id)autorelease { return self; }