斯坦福公开课Swift笔记 10：多线程GCD（MultiThr

1. 队列

• 多线程很大程度上都与iOS的队列有关
• 函数或方法（通常是闭包）会被排成一个队列来执行，而这些方法会被放进队列中，并且会在一个与之关联的线程中被执行
• 队列可以是串行的“serial”（一次只执行一个闭包），也可以是并行的“concurrent”（多个线程同时在为他服务），多核cpu可以并列执行任务，单核cpu也能通过细分时间来实现并行。

2. 主队列

• 主队列是一个很特殊的串行队列，所有和UI相关的活动，都发生在主队列中，而且也只能发生在主队列中。
• 相反的，一些非UI操作，且十分耗时的活动，不应该出现在主线程中！原因：我们希望用户的UI操作是高度可响应的。举个例子，加入用户点击了下载图片按钮，在图片下载完成之前，用户的UI界面不应该被卡住，而是可操作，用户可以决定是否要返回上一级，或者退出当前菜单，甚至取消下载，而不是一个等待的菊花不停旋转。
• 注意：当我们在其他非主队列进行操作后，如果想对UI进行操作，必须先返回主队列，再进行更新UI

3. 全局队列

• 对于一些不在主队列执行的任务，通常会用共享的，全局的，并发的队列

4. iOS中如何获得队列？

4.1 获得一个队列

//1. 获得一个主队列
let mainQueue = DispatchQueue.main
//2. 获得全局，并发，在后台运行的队列
let backgroudQueue = DispatchQueue.global(qos : DispatchQos)

DispatchQueue.userInteractive // 高优先级，适合又短又快的任务，很少用，可以在主线程上做
DispatchQueue.userInitiated // 高优先级，适合有一点耗时的任务，比较常用
DispatchQueue.backgroud // 低优先级，不直接被用户创建，所以可以做很耗时的任务
DispatchQueue.utility // 低优先级，长时间的后台处理

4.2 在队列中添加代码

• 通常用闭包在多线程中添加代码，通常有两种添加代码的方式

1. 异步执行：保持当前队列运行，并在另一条队列中添加任务

  queue.async { ... }

2. 同步执行：阻止当前队列运行，等待加入队列中的任务完成后再继续执行

  queue.sync { ... }

• 通常情况下，async使用的更多

4.3 创建你自己的队列

• 在极少数情况下，我们需要一些既不是主队列，也不是全局队列的队列

//创建一个自己的串行队列
let serialQueue = DispatchQueue(label: "MySerialQ")
//创建一个自己的并行队列
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "MyConcurrentQ", attributes: .concurrent)

4.4 OperationQueue 和 Operation

• 在需要做一些复杂的多线程任务时，比如任务C依赖任务A和B，而任务D又依赖任务A和C，Operation API 会起到很大的作用，它能提供不同线程的依赖关系。

4.5 iOS API中的多线程

• 下面这个iOS的API会让我们跳出主队列，进行数据的获取

let session = URLSession(configuration: .default)
if let url = URL(string: "http://www.baidu.com") {
  let task = session.dataTask(with:url) { (data: Data? , response , error ) in 
  // **在这里能用下载的data来更新我的UI界面的吗？**
  xxx...
  }
  task.resume()
}

• 在上面dataTask的尾随闭包中，可以用下载的data来更新我的UI界面吗？
• 答案是：不行。因为在这个闭包中，代码并非在主队列中执行，UI不能再非主队列之外的地方执行。
• 解决方案： 只需要返回主队列，再进行更新UI就可以了

let session = URLSession(configuration: .default)
if let url = URL(string: "http://www.baidu.com") {
  let task = session.dataTask(with:url) { (data: Data? , response , error ) in 
    Dispatch.main.async {
      // 这里可以更新UI啦！
    }
  }
  task.resume()
}

4.6 异步执行顺序

异步执行顺序.png

1. 第一步：a。将String转换成url。
2. 第二步：b。这一行代码除了创建了一个dataTask并把它传给task之外什么也没做，b行被执行后会立即返回，等待数据下载完成后才执行闭包里的代码。
3. 第三步：g。g做的是在其他队列中获取数据。g行在b行后会被立即执行，也同时会立即返回。
4. 第四步：h。打印“已经发起了url请求”。这时已经跳出了第一个大括号。a→b→g→h被执行，它们是一个接一个地被执行，中间没有任何停顿，而c，d，e，f行会在其他另一个队列中被执行。
5. 第五步：c。在几秒钟，或者是几分钟，甚至时几小时后，数据终于返回，c行被执行，在这里可以进行处理数据
6. 第六步：d。在这里发起返回主队列的异步请求。由于主队列可能正在进行其他任务，所以不一定会立即响应，e不会被立即执行。
7. 第七步：f。打印“做一些处理data数据的工作，但此时UI还没有更新”。
8. 第八步：e。等待主队列没有任务在执行了，终于轮到e执行，可以更新UI了。

• 总结：a→b→g→h→c→d→f→e。但是这不是唯一的可能性。因为当d执行后，主队列可能正好是空闲的，所以会立即执行e，此时e和f是同时进行的，所以也可能发生a→b→g→h→c→d→e→f。

请求图片的实例代码

if let url = imageURL { // 获取一个url地址
  DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async { //在全局并发线程中，发起一个异步请求
  let urlContents = try ? Data(contentsOf: url) //用url地址去发起请求，将返回结果赋值给urlContents
  if let imageData = urlContents { // 如果返回的内容非空...，赋值给imageData 
    self.image = UIImage(data: imageData) //给self.image赋值
    }
  }
}

• 注意：当用户在还没有下载完成之前离开了界面，即用户不再需要这个数据，数据下载便没有了意义，这个数据和这个ViewController都不应该继续存在于堆中。但是由于上面代码的闭包中self.image一直指向ViewController，导致ViewController一直被保存在堆中，这就导致了资源的浪费。
• 解决方法：通过【weak self】，弱引用self，当用户退出界面，没有指针指向self，此时【weak self】闭包中的self也被设为nil

if let url = imageURL {
  DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async { *** [ weak self ]  in *** //注意这里
  let urlContents = try ? Data(contentsOf: url)
  if let imageData = urlContents { 
    self?.image = UIImage(data: imageData) //self.image 变成了self?.image， 当self不存在时，不执行
    }
  }
}

• 当然上面的代码仍然有问题，因为self?.image = UIImage(data: imageData)涉及到更新UI事件，而上面代码这句话并不是在主队列中执行的，所以需要回到主队列，代码如下
• 问题2，加入下载数据需要花费5分钟，五分钟后下载的数据并不是我当前需要的数据了，那也不需要更新UI了，所以需要在设置UI之前加一次判断

if let url = imageURL {
  DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async { *** [ weak self ]  in *** //注意这里
  let urlContents = try ? Data(contentsOf: url)
    DispatchQueue.main.async { //回到主队列
      if let imageData = urlContents ，url == self?.imageURL { //加一层判断，保证返回的数据是我所需要的
      self?.image = UIImage(data: imageData) //self.image 变成了self?.image， 当self不存在时，不执行
      }
    }
  }
}