iOS--多线程之GCD

GCD

一、简单介绍

1.什么是GCD？

• 全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”
• 纯C语言，提供了非常多强大的函数

2.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

3.提示

• (1)GCD存在于libdispatch.dylib这个库中，这个调度库包含了GCD的所有的东西，但任何IOS程序，默认就加载了这个库，在程序运行的过程中会动态的加载这个库，不需要我们手动导入。
• (2)GCD是纯C语言的，因此我们在编写GCD相关代码的时候，面对的函数，而不是方法。
• (3)GCD中的函数大多数都以dispatch开头。

二、任务和队列

1.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

2.GCD的使用就2个步骤

• （1）定制任务
• （2）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

提示：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

1.GCD中有2个用来执行任务的函数

说明：把右边的参数（任务）提交给左边的参数（队列）进行执行。

（1）用同步的方式执行任务

• dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

参数说明：

• 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);

2.同步和异步的区别

• 同步：在当前线程中执行不具备开启新线程的能力
• 异步：在另一条线程中执行具备开启新线程的能力

四、队列

• 创建队列
  • dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)
  • 第一个参数是队列名称
  • 第二个参数是队列类型
    • DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT/并发队列
    • DISPATCH_QUEUE_SERIAL/串行队列，默认NULL

      1.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）

2、补充说明

容易混淆的术语 同步 异步 并发 串行

• 同步和异步决定了要不要开启新的线程

  • 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

• 并发和串行决定了任务的执行方式

  •  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

3.并发队列

• DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

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,unsigned long flags); // 第二个参数暂时无用，用0即可

//示例：

//这个参数是留给以后用的，暂时用不上，传个0。
//第一个参数为优先级，这里选择默认的。获取一个全局的默认优先级的并发队列。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列

第一个参数说明：iOS8之前全局并发队列的优先级/iOS8以后代表服务质量

ios 8之前

#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(-32768) // 后台

ios 8开始，取值都是十六进制

 *  - QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE (用户交互，用于迫切的想执行任务，不要在这种服务质量下做耗时的操作)
 *  - QOS_CLASS_USER_INITIATED 用户需要
 *  - QOS_CLASS_DEFAULT 默认（重置队列）
 *  - QOS_CLASS_UTILITY  实用工具(耗时的操作放在这里)
 *  - QOS_CLASS_BACKGROUND 后台
 *  - QOS_CLASS_UNSPECIFIED 没有设置任何的优先级

4.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,  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列名称， 队列属性，一般用NULL即可，默认创建的时串行

//示例：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", 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）

在主队列中执行同步任务，会发生死循环，任务无法往下执行

• 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
• 在主线程中刷新UI，虽然有时候可以在子线程中操作UI，但是千万别这样做，因为有时候在子线程中操作是不行的

//示例：
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

5.各种队列的执行效果

五、GCD的常用方法

1.延迟执行

①介绍

iOS常见的延时执行有2种方式

a.利用NSTimer的方法

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO];
//2秒后再调用self的run方法

b.调用NSObject的方法

• 2秒后再调用self的run方法

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
//此方法的原理是利用NSTimer

c.使用GCD函数

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

     2秒后异步执行这里的代码...

});

②说明

第一、二种方法，该方法在那个线程调用，那么run就在哪个线程执行（当前线程），通常是主线程。 [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:3.0];

2.一次性代码

• 实现一次性代码
• 整个程序运行过程中，只会执行一次。

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)

});

3.超级遍历

• 并行执行遍历

     for (int i = 0; i < 10; i++) {
     NSLog(@"%@, %i",[NSThread currentThread] , i);
     }

    /*
     第一个参数: 需要执行几次任务
     第二个参数: 队列
     第三个参数: 当前被执行到得任务的索引
     */
     dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index) {
     NSLog(@"%@, %zd",[NSThread currentThread] , index);
     });

4.护栏

• 要想执行完前面所有的任务再执行barrier必须满足两个条件
  • 1. 所有任务都是在同一个队列中
  • 1. 队列不能是全局并行队列, 必须是自己创建的队列

    // 如果所有的任务都在"同一个"队列中
    // 那么在barrier方法之前添加的任务会先被执行, 只有等barrier方法之前添加的任务执行完毕, 才会执行barrier
     // 而且如果是在barrier方法之后添加的任务, 必须等barrier方法执行完毕之后才会开始执行
     dispatch_barrier_async(queue, ^{
     NSLog(@"barrier --- %@", [NSThread currentThread]);
     });

• 案例 :任务4和5必须是在1和2之后执行

 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.lnj", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

     dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"1 --- %@", [NSThread currentThread]);
     });
     dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"2 --- %@", [NSThread currentThread]);
     });

     dispatch_barrier_async(queue, ^{
     NSLog(@"barrier --- %@", [NSThread currentThread]);
     });

     dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"4 --- %@", [NSThread currentThread]);
     });

     dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"5 --- %@", [NSThread currentThread]);
     });

5.队列组

• 按顺序执行,比如：从网络上下载两张图片，把两张图片合并成一张最终显示在view上

// GCD组
    // 1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.lnj", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    // 创建一个组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    // 2.添加一个下载图片任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://stimgcn1.s-msn.com/msnportal/ent/2015/08/04/7a59dbe7-3c18-4fae-bb56-305dab5e6951.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"下载图片1 %@", [NSThread currentThread]);
    });

    // 3.再添加一个下载图片任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://y1.ifengimg.com/cmpp/2015/08/05/04/15495f65-5cd2-44cd-a704-bc455d629fe3_size25_w510_h339.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"下载图片2 %@", [NSThread currentThread]);
    });

    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"合成图片 %@", [NSThread currentThread]);
        // 1.创建图片上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
        // 2.绘制第一张图片
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];
        // 3.绘制第二张图片
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];
        // 4.从上下文中取出图片
        UIImage *res = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        // 5.关闭上下文
        UIGraphicsEndImageContext();

        // 6.回到主线程更新UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"更新UI %@", [NSThread currentThread]);

            self.imageView.image = res;
        });
    });

6.

6.线程间通信

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
});
});