iOS開發(fā)-多線程GCD的介紹和使用

今天給同學(xué)講解一下強(qiáng)大的GCD(Grand Central Dispatch) 可譯為"牛逼的中樞調(diào)度器"來實(shí)現(xiàn)多線程的技術(shù)那么廢話不多說直接上代碼~

  • 什么是GCD?
  • 任務(wù)和隊(duì)列
  • 執(zhí)行任務(wù)
  • 隊(duì)列的類型
  • 容易混淆的術(shù)語
  • 并發(fā)隊(duì)列
  • 串行隊(duì)列
  • 各種隊(duì)列的執(zhí)行效果
  • 線程間通信示例
  • 延時執(zhí)行
  • 一次性代碼
  • 隊(duì)列組
  • 快速迭代apply
  • barrier的使用
  • 具體實(shí)例代碼請看下篇博文～非常感謝！

什么是GCD

  • 全稱是Grand Central Dispatch，可譯為“牛逼的中樞調(diào)度器”

  • 純C語言，提供了非常多強(qiáng)大的函數(shù)

  • GCD的優(yōu)勢

    • GCD是蘋果公司為多核的并行運(yùn)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）
    • 程序員只需要告訴GCD想要執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼

任務(wù)和隊(duì)列

  • GCD中有2個核心概念
    任務(wù)：執(zhí)行什么操作
    隊(duì)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(duì)列中
      GCD會自動將隊(duì)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(duì)列的FIFO原則：先進(jìn)先出，后進(jìn)后出

執(zhí)行任務(wù)

  • GCD中有2個用來執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)

    • 用同步的方式執(zhí)行任務(wù)
      dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
      queue：隊(duì)列
      block：任務(wù)

    • 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

隊(duì)列的類型

  • GCD的隊(duì)列可以分為2大類型

    • 并發(fā)隊(duì)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(duì)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)）

容易混淆的術(shù)語

  • 有4個術(shù)語比較容易混淆：同步、異步、并發(fā)、串行

    • 同步和異步主要影響：能不能開啟新的線程

      • 同步：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：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)：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)

并發(fā)隊(duì)列

GCD默認(rèn)已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊(duì)列，供整個應(yīng)用使用，不需要手動創(chuàng)建
使用dispatch_get_global_queue函數(shù)獲得全局的并發(fā)隊(duì)列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority_t priority, // 隊(duì)列的優(yōu)先級
unsigned long flags); // 此參數(shù)暫時無用，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 獲得全局并發(fā)隊(duì)列

全局并發(fā)隊(duì)列的優(yōu)先級
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(rèn)（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺

串行隊(duì)列

GCD中獲得串行隊(duì)列有2種途徑
使用dispatch_queue_create函數(shù)創(chuàng)建串行隊(duì)列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 隊(duì)列名稱 
dispatch_queue_attr_t attr); // 隊(duì)列屬性，一般用NULL即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 創(chuàng)建
dispatch_release(queue); // 非ARC需要釋放手動創(chuàng)建的隊(duì)列

使用主隊(duì)列（跟主線程相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列）
主隊(duì)列是GCD自帶的一種特殊的串行隊(duì)列
放在主隊(duì)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(duì)列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

各種隊(duì)列的執(zhí)行效果

各種隊(duì)列的執(zhí)行效果

線程間通信示例

從子線程回到主線程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行耗時的異步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主線程，執(zhí)行UI刷新操作
        });
});

延時執(zhí)行

iOS常見的延時執(zhí)行有2種方式
調(diào)用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再調(diào)用self的run方法

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0f repeats:NO block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
    [self run];
}];
    
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0f target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO];

使用GCD函數(shù)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后異步執(zhí)行這里的代碼...
    
});

一次性代碼

使用dispatch_once函數(shù)能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認(rèn)是線程安全的)
});

隊(duì)列組

有這么1種需求
首先：分別異步執(zhí)行2個耗時的操作
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(shí)現(xiàn)上述需求，可以考慮用隊(duì)列組
dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行1個耗時的異步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 執(zhí)行1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...
});

快速迭代apply

/**
 * 快速迭代
 */
- (void)apply
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    NSString *from = @"/Users/zhouzhao/Desktop/From";
    NSString *to = @"/Users/zhouzhao/Desktop/To";
    
    NSFileManager *mgr = [NSFileManager defaultManager];
    NSArray *subpaths = [mgr subpathsAtPath:from];
    
    dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
        NSString *subpath = subpaths[index];
        NSString *fromFullpath = [from stringByAppendingPathComponent:subpath];
        NSString *toFullpath = [to stringByAppendingPathComponent:subpath];
        
        // 剪切
        [mgr moveItemAtPath:fromFullpath toPath:toFullpath error:nil];
        
#warning - 有的主線程中進(jìn)行有的則在子線程中進(jìn)行
        NSLog(@"%@---%@", [NSThread currentThread], subpath);
    });
}

/**
 * 傳統(tǒng)文件剪切
 */
- (void)moveFile
{
    NSString *from = @"/Users/zhouzhao/Desktop/From";
    NSString *to = @"/Users/zhouzhao/Desktop/To";
    
    NSFileManager *mgr = [NSFileManager defaultManager];
    NSArray *subpaths = [mgr subpathsAtPath:from];
    
    for (NSString *subpath in subpaths) {
        NSString *fromFullpath = [from stringByAppendingPathComponent:subpath];
        NSString *toFullpath = [to stringByAppendingPathComponent:subpath];
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            // 剪切
            [mgr moveItemAtPath:fromFullpath toPath:toFullpath error:nil];
            
            NSLog(@"%@---%@", [NSThread currentThread], subpath);
        });
    }
}

barrier的使用

/**
 *  柵欄
 */
- (void)barrier
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("12312312", 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(@"----3-----%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"----4-----%@", [NSThread currentThread]);
    });
}
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