iOS 多线程基础学习

2016-08-22 本文已影响1238人 iOS学末

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1.基本概念

进程：一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。可以理解成一个运行中的应用程序。
线程：程序执行流的最小单元，线程是进程中的一个实体。
同步：只能在当前线程按先后顺序依次执行，不开启新线程。
异步：可以在当前线程开启多个新线程执行，可不按顺序执行。
队列：装载线程任务的队形结构。
并发：线程执行可以同时一起进行执行。
串行：线程执行只能依次逐一先后有序的执行。
一个进程可以有多个线程，也可以有多个队列

2.iOS多线程对比

NSThread
每个NSThread对象对应一个线程，真正最原始的线程。
1）优点：NSThread 轻量级最低，相对简单。
2）缺点：手动管理所有的线程活动，如生命周期、线程同步、睡眠等。
NSOperation
自带线程管理的抽象类。
1）优点：自带线程周期管理，操作上可更注重自己逻辑。
2）缺点：面向对象的抽象类，只能实现它或者使用它定义好的两个子类：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation。
GCD
Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。
1）优点：最高效，避开并发陷阱。
2）缺点：基于C实现。
选择小结
1）简单而安全的选择NSOperation实现多线程即可。
2）处理大量并发数据，又追求性能效率的选择GCD。
3）NSThread本人选择基本上是在做些小测试上使用，当然也可以基于此造个轮子。

3.场景选择

图片异步加载
这种常见的场景是最常见也是必不可少的。异步加载图片有分成两种来说明一下。

第一种，在UI主线程开启新线程按顺序加载图片，加载完成刷新UI。
第二种，依然是在主线程开启新线程，顺序不定地加载图片，加载完成个字刷新UI。

创作工具上的异步
这个跟上边任务调度道理差不多，只是为了丰富描述，有助于“举一反三”效果。如下描述的是app创作小说。

场景一，app本地创作10个章节内容未成同步服务器，接着同时发表这10个章节将产生的一系列动作，其中上传内容，获取分配章节Id，如果后台没有做处理最好方式做异步按顺序执行。
场景二，app本地创作列表中有3本小说要发表，如果同时发表创作列表中的3本小说，自然考虑并行队列执行发表。

4.使用方法

NSThread的使用

- (void)dynamicCreateThread
{
    //创建NSThread 动态
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(loadImage) object:nil];
    thread.threadPriority = 1;
    [thread start];
}

- (void)staticCreateThread
{
    //创建静态线程
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(loadImage) toTarget:self withObject:nil];
    
}

- (void)implicitCreateThread
{
    //隐式创建线程
    [self performSelectorInBackground:@selector(loadImage) withObject:self];
}

NSThread的拓展认识
①获取当前线程

NSThread *current = [NSThread currentThread];

②获取主线程

NSThread *main = [NSThread mainThread];

③暂停当前线程

[NSThread sleepForTimeInterval:2];

④线程之间通信

//在指定线程上执行操作
[self performSelector:@selector(run) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:YES]; 
//在主线程上执行操作
[self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:YES]; 
//在当前线程执行操作
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil];

NSOperation

主要的实现方式：结合NSOperation和NSOperationQueue实现多线程编程。
实例化NSOperation的子类，绑定执行的操作。
创建NSOperationQueue队列，将NSOperation实例添加进来。
系统会自动将NSOperationQueue队列中检测取出和执行NSOperation的操作。

使用NSOperation的子类实现创作线程。
①.NSInvocationOperation创建线程。

NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(loadImageSource:) object:imgUrl];
//[invocationOperation start];//直接会在当前线程主线程执行
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];[queue addOperation:invocationOperation];

②.NSBlockOperation创建线程

NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{ 
       [self loadImageSource:imgUrl];
}];
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
[queue addOperation:blockOperation];

GCD？

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 开发的一个多核编程的解决方法，GCD 是一个替代诸如 NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation 等技术的很高效和强大的技术。

分发队列种类(dispatch queue)
①.UI主线程队列 main queue

dispatch_get_main_queue()

②.并行队列global dispatch queue

dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

这里的两个参数得说明一下：第一个参数用于指定优先级，分别使用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH和DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW两个常量来获取高和低优先级的两个queue；第二个参数目前未使用到，默认0即可

③.串行队列serial queues

dispatch_queue_create("minggo.app.com", NULL);

6种多线程实现
①后台执行线程创建

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 [self loadImageSource:imgUrl1];
});

②UI线程执行(只是为了测试，长时间加载内容不放在主线程)

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 
[self loadImageSource:imgUrl1];
});

③一次性执行(常用来写单例)

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
 [self loadImageSource:imgUrl1];
});

④并发地执行循环迭代

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
 size_t count = 10;
 dispatch_apply(count, queue, ^(size_t i) { 
 NSLog(@"循环执行第%li次",i);
 [self loadImageSource:imgUrl1];
});

⑤延迟执行

double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ 
[self loadImageSource:imgUrl1];
});

⑥自定义dispatch_queue_t

dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("minggo.app.com", NULL);
dispatch_async(urls_queue, ^{ 
[self loadImageSource:imgUrl1];
});

对比多任务执行
异步加载图片是大部分app都要面对的问题，那么加载图片是按循序加载完之后才刷新UI呢？还是不安顺序加载UI呢？显然大部分的希望各自加载各自的图片，各自刷新。以下就是模拟这两种场景。
①先后执行，加载两张图片为例

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 
   UIImage *image1 = [self loadImage:imgUrl1]; 
   UIImage *image2 = [self loadImage:imgUrl2]; 

   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 
     self.imageview1.image = image1; 
     self.imageView2.image = image2; 

     });
});

②并行队列执行，也是以加载两张图片为例

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
   dispatch_async(queue, ^{ dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
   __block UIImage *image1 = nil; 
   __block UIImage *image2 = nil;

 dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 
        image1 = [self loadImage:imgUrl1];
 }); 

dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 
        image2 = [self loadImage:imgUrl2];
 }); 

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ 
      self.imageview1.image = image1; 
      self.imageView2.image = image2; 
   });

});

①中等到两张图片加载完成后一起刷新，②就是典型的异步并行的例子，不需要理会各自图片加载的先后问题，完成加载图片刷新UI即可。从加载图片中来说，第①种不太合适使用，但是对于在上边场景选择中的创作工具来说有很大的好处，首先得异步进行，然后异步中有得按顺序执行几个任务，比如上传章节内容。因此，我们可以灵活考虑使用这两多线程任务执行方式，实现各种场景。

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