iOS多線程 - GCD

GCD 全稱 Grand Central Dispatch，可翻譯為『牛逼的中樞調(diào)度器』。GCD 是純 C 語言，提供了非常強大的函數(shù)。

一、GCD 的優(yōu)勢

  • GCD 是蘋果公司為多核的并行運算提出的解決方案
  • GCD 會自動利用更多的 CPU 內(nèi)核（比如雙核，四核）* GCD 會自動管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程，調(diào)度任務(wù)，銷毀線程）
  • 程序只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行的任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼。

二、任務(wù)和隊列

GCD 中有 2 個核心概念

  • 任務(wù)：執(zhí)行什么操作
  • 隊列：用來存放任務(wù)

GCD 的使用就 2 個步驟

  • 定制任務(wù)
    確定想做的事情
    *將任務(wù)添加到隊列中
    GCD 會自動將隊列中的任務(wù)取出，放到對應(yīng)的線程中執(zhí)行。
    任務(wù)的取出遵循隊列的 FIFO 原則：先進先出，后進后出。

三、執(zhí)行任務(wù)

GCD 中有 2 個用來執(zhí)行任務(wù)的常用函數(shù)

  • 用同步的方式執(zhí)行任務(wù)
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  • 用異步的方式執(zhí)行任務(wù)
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

同步和異步的區(qū)別

  • 同步：只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力
  • 異步：可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力

四、隊列的類型

GCD 的隊列可以分為 2 大類型

  • 并發(fā)隊列（Concurrent Dispatch Queue）
    可以讓多個任務(wù)并發(fā)（同時）執(zhí)行（自動開啟多個線程同時執(zhí)行任務(wù)）
    并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）函數(shù)下才有效

  • 串行隊列（Serial Dispatch Queue）
    讓任務(wù)一個接著一個地執(zhí)行（一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個任務(wù)）

五、容易混淆的術(shù)語

  • 同步和異步主要影響：能不能開啟新的線程
    同步：只是在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力
    異步：可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力

  • 并發(fā)和串行主要影響：任務(wù)的執(zhí)行方式
    并發(fā)：允許多個任務(wù)并發(fā)（同時）執(zhí)行
    串行：一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個任務(wù)

六、并發(fā)隊列

//創(chuàng)建一個并發(fā)隊列
// label ：相當(dāng)于隊列的名字
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//將任務(wù)加入隊列
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog("----%@", [NSThread currentThread]);
});
  • GCD 默認已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊列，供整個應(yīng)用使用，可以無需手動創(chuàng)建
  • 使用 dispatch_get_global_queue 函數(shù)獲得全局的并發(fā)隊列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority priority, //隊列的優(yōu)先級
unsigned long flags);  //次此數(shù)暫時無用，用 0 即可

*獲得全局并發(fā)隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY, 0);

七、串行隊列

GCD 中獲得串行有 2 種途徑

  • 使用dispatch_queue_create 函數(shù)創(chuàng)建串行隊列
//創(chuàng)建串行隊列（隊列類型傳遞 NULL 或者 DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", NULL);
  • 使用主隊列（跟主線程相關(guān)聯(lián)的隊列）
    主隊列是 GCD 自帶的一種特殊的串行隊列
    放在主隊列中的任務(wù)，都會放到主線程中執(zhí)行
    使用 dispatch_get_main_queue() 獲得主隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue()
各隊列之間的比較

八、GCD 線程間的通信

//比如下載代碼
dispatch_async(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0, ^{
    //執(zhí)行耗時的異步操作
    //圖片的網(wǎng)絡(luò)路徑
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/logo_white_fe6da1ec.png"];
    //加載圖片
    NSData *data = [NSData dataWithData:data];
    //生成圖片
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
    //回到主線程
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        //回到主線程，執(zhí)行 UI 刷新操作
        self.imageView.image = image;
    });
});

九、GCD 常用函數(shù)

1.執(zhí)行任務(wù)

  • GCD 中還有個用來執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)：
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//在前面任務(wù)執(zhí)行結(jié)束后它才執(zhí)行，而且它后面的任務(wù)等它執(zhí)行完成之后才會執(zhí)行

2.延時執(zhí)行

iOS 常見的延時執(zhí)行

  • 調(diào)用 NSObject 的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2 s 后再調(diào)用 self 的run 方法
  • 使用 GCD 函數(shù)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NESC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue() ,^{
    //2 s 后異步執(zhí)行這里的代碼
});
  • 使用 NSTimer
[NSTimer scheduledTimeWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];
  1. 一次性代碼
  • 使用 dispatch_once 函數(shù)能保證某級代碼在程序運行過程中只執(zhí)行一次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //只執(zhí)行一次的代碼（這里默認是線程安全的）
});

4.快速迭代

  • 使用 dispatch_apply 函數(shù)進行快速迭代遍歷
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0) ,^(size_t index){
    //執(zhí)行 10 次代碼，index 順序不確定
});

5.隊列組

  • 有這么一種需求
    1.首先，分別異步執(zhí)行 2 個耗時的操作
    2.其次，等 2個異步操作都執(zhí)行完畢后，再回到主線程執(zhí)行操作

  • 如果想要快速高效地實現(xiàn)上述需求，可以考慮用隊列組

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_DEFAULT, 0), ^{
    //執(zhí)行一個耗時的異步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    //等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后，回到主線程...
});

十、單例模式

  • 單例模式的作用
    1.可以保證在程序運行過程，一個類只有一個實例，而且該實例易于供外界訪問
    2.從而方便地控制了實例個數(shù)，并節(jié)約系統(tǒng)資源

*單例模式的使用場合
在整個應(yīng)用程序中，共享一份資源（這份資源只需要創(chuàng)建初始化 1 次）

static id *_instance;
+(instancetype)allocWithZone:zone {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
}

+(instancetype)sharedDatabase {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[super alloc] init];
    });
}

提示：alloc 內(nèi)部會調(diào)用 allocWithZone:。

上面的代碼可以抽成一個宏，這樣就不必每次創(chuàng)建模型的都寫一次上面的代碼了。新建一個名為 Singleton.h 的文件

//.h 文件
#define SingletonH +(instancetype)sharedInstance;

//.m 文件
#define SingletonM \
static id *_instance;\
\
+(instancetype)allocWithZone:zone {\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [super allocWithZone:zone];\
    });\
}\
\
+(instancetype)sharedInstance{\
    static dispatch_once_t onceToken;\
    dispatch_once(&onceToken, ^{\
        _instance = [[super alloc] init];\
    });\
}

提示:只要加一個『\』就表示后面的也是上一行的;
『##』表示后面的內(nèi)容可以替換。

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