iOS开发之多线程GCD

目前多线程主要分为三类:

1 NSThread
2 NSOperation
3 GCD
前面两种网上资料很多,本文就苹果推荐使用的GCD理一理。

多线程相关概念

进程与线程的关系?

进程:app打开的时候会打开相应的进程,一般情况下,一个App会有一个或多个进程,但是iOS的App一般只有一个进程(后台播放,IM除外)。在iOS系统中,打开一个新的App会挂起其他App的进程。一个进程会包含一个或多个线程。
线程:一个线程同时只可以执行一个任务,多线程就可以同时执行多个任务。一个进程可以包含多个线程。

主线程和子线程(非主线程)到底有什么区别?

  • 主线程:iOS程序中,主线程(又叫作UI线程)主要任务是处理UI事件,显示和刷新UI,(只有主线程有直接修改UI的能力)耗时的操作放在子线程(又叫作后台线程、异步线程)。
  • 子线程:在iOS中开子线程去处理耗时的操作,可以有效提高程序的执行效率,提高资源利用率。

但是开启线程会占用一定的内存,(主线程的堆栈大小是1M,第二个线程开始都是512KB,并且该值不能通过编译器开关或线程API函数来更改)降低程序的性能。所以一般不要同时开很多线程。

注:查看当前线程信息用[NSThread currentThread],而不要用[NSOperationQueue currentQueue],因前者内容可以看到更全面的线程信息!

下面进入正题:

GCD

关键字:

(1). 异步与同步

异步执行:具备开新线程的能力,可以先绕过线程任务,回头再执行。
同步执行:不具备开新线程的能力,因此只能在当前线程中执行!任务执行必须按顺序执行(必须执行完当前任务才会继续走代码)。

(2). 并发队列与串行队列

并发队列:队列中的任务同时执行(Concurrent Dispatch Queue)
串行队列:队列中的任务按添加任务顺序执行(Serial Dispatch Queue)

注:这里说的任务就是GCD中block中的代码。

这里的关键字一般都是组合用,理解单个是没有意义的,组合后的效果:

注:如果同步执行的时候,不放入新创建的线程中的话,就会在主线程执行。

以下两种同步执行的情况都是在主线程执行的:

    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("abcd", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//并发队列
    //这里的abcd仅仅作为调试时用的标识符,打印线程属性时并不是name
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@10];
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@11];
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@12];
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@13];
    });

打印log:

2017-06-28 10:38:54.797 多线程GCD[80605:13173361] 执行:10 线程信息:<NSThread: 0x600000073ec0>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:38:57.342 多线程GCD[80605:13173361] 执行:11 线程信息:<NSThread: 0x600000073ec0>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:38:59.681 多线程GCD[80605:13173361] 执行:12 线程信息:<NSThread: 0x600000073ec0>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:39:01.966 多线程GCD[80605:13173361] 执行:13 线程信息:<NSThread: 0x600000073ec0>{number = 1, name = main}
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("aa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//串行队列
    //这里的DISPATCH_QUEUE_SERIAL等价于NULL
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@5];
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@6];
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@7];
    });
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@8];
    });

打印log:

2017-06-28 10:45:30.928 多线程GCD[81007:13250389] 执行:5 线程信息:<NSThread: 0x600000065000>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:45:37.232 多线程GCD[81007:13250389] 执行:6 线程信息:<NSThread: 0x600000065000>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:45:39.713 多线程GCD[81007:13250389] 执行:7 线程信息:<NSThread: 0x600000065000>{number = 1, name = main}
2017-06-28 10:45:42.314 多线程GCD[81007:13250389] 执行:8 线程信息:<NSThread: 0x600000065000>{number = 1, name = main}

正确的打开方式:

    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("aa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//串行队列
    
    dispatch_async(dispatch_queue_create("abcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            [self loadImage:@5];
        });
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            [self loadImage:@6];
        });
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            [self loadImage:@7];
        });
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            [self loadImage:@8];
        });
        
    });

打印log:

2017-06-28 10:47:15.677 多线程GCD[81128:13270066] 执行:5 线程信息:<NSThread: 0x60800007e000>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:47:18.103 多线程GCD[81128:13270066] 执行:6 线程信息:<NSThread: 0x60800007e000>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:47:20.470 多线程GCD[81128:13270066] 执行:7 线程信息:<NSThread: 0x60800007e000>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:47:22.774 多线程GCD[81128:13270066] 执行:8 线程信息:<NSThread: 0x60800007e000>{number = 3, name = (null)}

以上说的是同步的时候需要注意的,下面说一下异步的情况:

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("aa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//串行队列
    
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@0];
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@1];
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@2];
    });
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        [self loadImage:@3];
    });

打印log:

2017-06-28 10:49:14.498 多线程GCD[81251:13288476] 执行:0 线程信息:<NSThread: 0x600000262680>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:49:17.125 多线程GCD[81251:13288476] 执行:1 线程信息:<NSThread: 0x600000262680>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:49:19.599 多线程GCD[81251:13288476] 执行:2 线程信息:<NSThread: 0x600000262680>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:49:21.934 多线程GCD[81251:13288476] 执行:3 线程信息:<NSThread: 0x600000262680>{number = 3, name = (null)}
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("abcd", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//并发队列
    
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@0];
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@1];
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@2];
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@3];
    });

打印log:

2017-06-28 10:54:06.805 多线程GCD[81549:13342819] 执行:1 线程信息:<NSThread: 0x608000072f80>{number = 4, name = (null)}
2017-06-28 10:54:06.805 多线程GCD[81549:13341379] 执行:0 线程信息:<NSThread: 0x60800007b200>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 10:54:06.805 多线程GCD[81549:13342821] 执行:3 线程信息:<NSThread: 0x6080000743c0>{number = 6, name = (null)}
2017-06-28 10:54:06.805 多线程GCD[81549:13342820] 执行:2 线程信息:<NSThread: 0x60000026a400>{number = 5, name = (null)}

在串行队列异步执行过程中,会创建一个线程,按顺序执行当前线程中的任务。有阻塞!
在并发队列异步执行过程中,可能会创建多个线程,同时执行当前线程中的任务。没有阻塞!

        dispatch_async(dispatch_queue_create("aaa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
            [self loadImage:@0];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("bbb", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
            [self loadImage:@1];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("ccc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
            [self loadImage:@2];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("ddd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
            [self loadImage:@3];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("eee", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
            [self loadImage:@4];
        });

打印log:

2017-06-28 11:05:10.966 多线程GCD[82282:13469275] 执行:2 线程信息:<NSThread: 0x608000076100>{number = 5, name = (null)}
2017-06-28 11:05:10.966 多线程GCD[82282:13469905] 执行:4 线程信息:<NSThread: 0x6080000738c0>{number = 6, name = (null)}
2017-06-28 11:05:10.966 多线程GCD[82282:13469278] 执行:3 线程信息:<NSThread: 0x608000075b40>{number = 7, name = (null)}
2017-06-28 11:05:10.966 多线程GCD[82282:13469331] 执行:1 线程信息:<NSThread: 0x600000076d00>{number = 4, name = (null)}
2017-06-28 11:05:10.966 多线程GCD[82282:13469276] 执行:0 线程信息:<NSThread: 0x60800006dcc0>{number = 3, name = (null)}

以上会创建5个串行队列线程,而不是1个串行队列线程,因为不是同一个线程,所以执行顺序是同时执行,互相没有影响(对于并发队列是同样的)。
正确使用方法应该是1中创建的方式,对于并发队列,计算机会根据性能和需要创建合理的线程数量。保证系统高性能和流畅性。

        dispatch_async(dispatch_queue_create("a", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
            [self loadImage:@14];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("b", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
            [self loadImage:@15];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("c", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
            [self loadImage:@16];
        });
        dispatch_async(dispatch_queue_create("d", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
            [self loadImage:@17];
        });

打印log:

2017-06-28 11:03:51.193 多线程GCD[82177:13453338] 执行:15 线程信息:<NSThread: 0x608000263040>{number = 4, name = (null)}
2017-06-28 11:03:51.193 多线程GCD[82177:13449499] 执行:14 线程信息:<NSThread: 0x608000261580>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 11:03:51.193 多线程GCD[82177:13453339] 执行:16 线程信息:<NSThread: 0x608000272f00>{number = 5, name = (null)}
2017-06-28 11:03:51.193 多线程GCD[82177:13453340] 执行:17 线程信息:<NSThread: 0x60000026e740>{number = 6, name = (null)}


Main Dispatch Queue/Global Dispatch Queue

实际上不用特意生成Dispatch Queue,系统也会为我们准备几个。那就是Main Dispatch Queue和Global Dispatch Queue。

Main Dispatch Queue就是主线程,因为主线程只有一个,所以Main Dispatch Queue是Serial Dispatch Queue。Main Dispatch Queue的处理在主线程的Runloop中执行。

相应的,Global Dispatch Queue是系统为我们准备的Concurrent Dispatch Queue。Global Dispatch Queue有四个优先级,应根据需求使用对应优先级。

优先级.png
  /**
   high优先级的获取方法
  */
 dispatch_queue_t globalHighQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
  /**
   default优先级的获取方法
  */
 dispatch_queue_t globalDefaultQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
  /**
   low优先级的获取方法
  */
 dispatch_queue_t globalLowQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
  /**
   background优先级的获取方法
  */
 dispatch_queue_t globalBackgroundQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);

更改队列优先级:dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t _Nonnull object, dispatch_queue_t _Nullable queue)

 dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("aa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//串行队列
    
 dispatch_queue_t globalBackgroundQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    
 dispatch_set_target_queue(serialQueue, globalBackgroundQueue);将serialQueue指定为globalBackgroundQueue用。

注:如果这里用函数dispatch_set_target_queue将多个Serial Dispatch Queue指定为同一个Serial Dispatch Queue,就会将原本并发的队列变更为串行队列。

关键字 Dispatch Group
/**
将原本在serialQueue中要执行的放在group里,后面可以加一个结束的回调(很多时候会有这种需求)
*/
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, serialQueue, ^{
        //代码
    });
    dispatch_group_async(group, serialQueue, ^{
        //代码
    });
    dispatch_group_async(group, serialQueue, ^{
        //代码
    });
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"done");//执行完成后回调
    });
关键字 dispatch_barrier_async 栅栏
 dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("abcd", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//并行队列
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@0];
        //读取数据0
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@1];
        //读取数据1
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@2];
        //读取数据2
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@3];
        //读取数据3
    });
    dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@4];
       //异步栅栏写入数据4
    });
    dispatch_barrier_sync(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@4];
        //同步栅栏写入数据4
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@5];
        //读取数据5
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@6];
        //读取数据6
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@7];
        //读取数据7
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        [self loadImage:@8];
        //读取数据8
    });

打印log:

2017-06-28 11:11:53.029 多线程GCD[82699:13543714] 执行:2 线程信息:<NSThread: 0x600000076d80>{number = 5, name = (null)}
2017-06-28 11:11:53.029 多线程GCD[82699:13543650] 执行:0 线程信息:<NSThread: 0x600000076d40>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 11:11:53.029 多线程GCD[82699:13543652] 执行:1 线程信息:<NSThread: 0x608000066940>{number = 4, name = (null)}
2017-06-28 11:11:53.029 多线程GCD[82699:13543715] 执行:3 线程信息:<NSThread: 0x608000071140>{number = 6, name = (null)}
2017-06-28 11:11:58.763 多线程GCD[82699:13544668] 异步栅栏执行:4 线程信息:<NSThread: 0x6080000710c0>{number = 8, name = (null)}
2017-06-28 11:12:01.195 多线程GCD[82699:13542941] 同步栅栏执行:4 线程信息:<NSThread: 0x600000066500>{number = 1, name = main}
2017-06-28 11:12:03.605 多线程GCD[82699:13543650] 执行:7 线程信息:<NSThread: 0x600000076d40>{number = 3, name = (null)}
2017-06-28 11:12:03.605 多线程GCD[82699:13544677] 执行:5 线程信息:<NSThread: 0x608000074bc0>{number = 9, name = (null)}
2017-06-28 11:12:03.605 多线程GCD[82699:13544668] 执行:6 线程信息:<NSThread: 0x6080000710c0>{number = 8, name = (null)}
2017-06-28 11:12:03.605 多线程GCD[82699:13543714] 执行:8 线程信息:<NSThread: 0x600000076d80>{number = 5, name = (null)}

在读取数据时,有时候会出现数据竞争,数据安全问题,比如:当前的写入没有结束,读取操作就开始处理,导致数据错乱。或者读取正在进行,开始写入操作,导致程序崩溃等问题。
苹果为我们提供了一个便捷的参数:dispatch_barrier_async(栅栏)。

作用:如上述代码中所表示,只有在1234操作完成时(无序),才会执行写入操作,只有当前写入操作结束后,才会继续向下执行。dispatch_barrier_sync也有同样的效果,但是如果不放入其他线程中的话,会在当前线程即主线程执行,会阻塞线程。

注意:dispatch_barrier_async中如果使用全局队列的话,就相当于要等待全局队列里的所有并发任务执行完后,才会执行dispatch_barrier_async中的任务,这样会受其他在全局队列里任务的影响,达不到我们想要的效果。

总结:
**
并发队列(Concurrent Dispatch Queue) 串行队列(Serial Dispatch Queue) :
负责执行顺序!
异步执行 (dispatch_async) 同步执行 (dispatch_sync):
负责选择线程执行!
**

上一篇:iOS开发系列:让你的应用“动”起来--Core Animation

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 225,165评论 6 523
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 96,476评论 3 405
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 172,446评论 0 368
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 61,157评论 1 301
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 70,164评论 6 400
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 53,615评论 1 316
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 41,969评论 3 430
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 40,959评论 0 279
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 47,495评论 1 324
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 39,529评论 3 347
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 41,641评论 1 355
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 37,233评论 5 351
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 42,976评论 3 340
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 33,407评论 0 25
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 34,552评论 1 277
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 50,218评论 3 381
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 46,715评论 2 366

推荐阅读更多精彩内容