iOS开发-多线程(pthread、NSThread、GCD、N

2016-08-10  本文已影响49人  年轻岁月

一、基本概念



二、pthread


说明:pthread的基本使用(需要包含头文件)
    //使用pthread创建线程对象
    pthread_t thread;
    NSString *name = @"abc";
    //使用pthread创建线程
    //第一个参数:线程对象地址
    //第二个参数:线程属性
    //第三个参数:指向函数的指针
    //第四个参数:传递给该函数的参数
    pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));

三、NSThread


(1)NSThread的基本使用

//第一种创建线程的方式:alloc init.
//特点:需要手动开启线程,可以拿到线程对象进行详细设置
    //创建线程
    /*
     第一个参数:目标对象
     第二个参数:选择器,线程启动要调用哪个方法
     第三个参数:前面方法要接收的参数(最多只能接收一个参数,没有则传nil)
     */
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"abc"];
     //启动线程
    [thread start];

//第二种创建线程的方式:分离出一条子线程
//特点:自动启动线程,无法对线程进行更详细的设置
    /*
     第一个参数:线程启动调用的方法
     第二个参数:目标对象
     第三个参数:传递给调用方法的参数
     */
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"我是分离出来的子线程"];

//第三种创建线程的方式:后台线程
//特点:自动启动县城,无法进行更详细设置
[self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"我是后台线程"];

(2)设置线程的属性

   //设置线程的属性
    //设置线程的名称
    thread.name = @"线程A";

    //设置线程的优先级,注意线程优先级的取值范围为0.0~1.0之间,1.0表示线程的优先级最高,如果不设置该值,那么理想状态下默认为0.5
    thread.threadPriority = 1.0;

(3)线程的状态(了解)

//线程的各种状态:新建-就绪-运行-阻塞-死亡
//常用的控制线程状态的方法
[NSThread exit];//退出当前线程
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0];//阻塞线程
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2.0]];//阻塞线程
//注意:线程死了不能复生

(4)线程安全

    01 前提:多个线程访问同一块资源会发生数据安全问题
    02 解决方案:加互斥锁
    03 相关代码:@synchronized(self){}
    04 专业术语-线程同步
    05 原子和非原子属性(是否对setter方法加锁)

(5)线程间通信

-(void)touchesBegan:(nonnull NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event
{
//    [self download2];

    //开启一条子线程来下载图片
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImage) toTarget:self withObject:nil];
}

-(void)downloadImage
{
    //1.确定要下载网络图片的url地址,一个url唯一对应着网络上的一个资源
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://p6.qhimg.com/t01d2954e2799c461ab.jpg"];

    //2.根据url地址下载图片数据到本地(二进制数据
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

    //3.把下载到本地的二进制数据转换成图片
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

    //4.回到主线程刷新UI
    //4.1 第一种方式
//    [self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    //4.2 第二种方式
//    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];

    //4.3 第三种方式
    [self.imageView performSelector:@selector(setImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
}

(6)如何计算代码段的执行时间

//第一种方法
    NSDate *start = [NSDate date];
    //2.根据url地址下载图片数据到本地(二进制数据)
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

    NSDate *end = [NSDate date];
    NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",[end timeIntervalSinceDate:start]);

//第二种方法
    CFTimeInterval start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

    CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
    NSLog(@"第二步操作花费的时间为%f",end - start);

四、GCD


(1)GCD基本知识

01 两个核心概念-队列和任务
02 同步函数和异步函数

(2)GCD基本使用【重点】

01 异步函数+并发队列:开启多条线程,并发执行任务
02 异步函数+串行队列:开启一条线程,串行执行任务
03 同步函数+并发队列:不开线程,串行执行任务
04 同步函数+串行队列:不开线程,串行执行任务
05 异步函数+主队列:不开线程,在主线程中串行执行任务
06 同步函数+主队列:不开线程,串行执行任务(注意死锁发生)
07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异

(3)GCD线程间通信

 //0.获取一个全局的队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

    //1.先开启一个线程,把下载图片的操作放在子线程中处理
    dispatch_async(queue, ^{

       //2.下载图片
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];

        NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);

        //3.回到主线程刷新UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
           self.imageView.image = image;
           //打印查看当前线程
            NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
        });

    });

(4)GCD其它常用函数


    01 栅栏函数(控制任务的执行顺序)
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
    });

    02 延迟执行(延迟·控制在哪个线程执行)
      dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
    });

    03 一次性代码(注意不能放到懒加载)
    -(void)once
    {
        //整个程序运行过程中只会执行一次
        //onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{

            NSLog(@"-----");
        });
    }

    04 快速迭代(开多个线程并发完成迭代操作)
       dispatch_apply(subpaths.count, queue, ^(size_t index) {
    });

    05 队列组(同栅栏函数)
    //创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    //队列组中的任务执行完毕之后,执行该函数
    dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);

    06 进入群组和离开群组
    dispatch_group_enter(group);//执行该函数后,后面异步执行的block会被gruop监听
    dispatch_group_leave(group);//异步block中,所有的任务都执行完毕,最后离开群组
    //注意:dispatch_group_enter|dispatch_group_leave必须成对使用

    07 GCD中的定时器
    //0.创建一个队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

    //1.创建一个GCD的定时器
    /*
     第一个参数:说明这是一个定时器
     第四个参数:GCD的回调任务添加到那个队列中执行,如果是主队列则在主线程执行
     */
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

    //2.设置定时器的开始时间,间隔时间以及精准度

    //设置开始时间,三秒钟之后调用
    dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3.0 *NSEC_PER_SEC);
    //设置定时器工作的间隔时间
    uint64_t intevel = 1.0 * NSEC_PER_SEC;

    /*
     第一个参数:要给哪个定时器设置
     第二个参数:定时器的开始时间DISPATCH_TIME_NOW表示从当前开始
     第三个参数:定时器调用方法的间隔时间
     第四个参数:定时器的精准度,如果传0则表示采用最精准的方式计算,如果传大于0的数值,则表示该定时切换i可以接收该值范围内的误差,通常传0
     该参数的意义:可以适当的提高程序的性能
     注意点:GCD定时器中的时间以纳秒为单位(面试)
     */

    dispatch_source_set_timer(timer, start, intevel, 0 * NSEC_PER_SEC);

    //3.设置定时器开启后回调的方法
    /*
     第一个参数:要给哪个定时器设置
     第二个参数:回调block
     */
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"------%@",[NSThread currentThread]);
    });

    //4.执行定时器
    dispatch_resume(timer);

    //注意:dispatch_source_t本质上是OC类,在这里是个局部变量,需要强引用
    self.timer = timer;

    GCD定时器补充
/*
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER         定时响应(定时器事件)
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL        接收到UNIX信号时响应

 DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ          IO操作,如对文件的操作、socket操作的读响应
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE         IO操作,如对文件的操作、socket操作的写响应
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE         文件状态监听,文件被删除、移动、重命名
 DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC          进程监听,如进程的退出、创建一个或更多的子线程、进程收到UNIX信号

 下面两个都属于Mach相关事件响应
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV
 下面两个都属于自定义的事件,并且也是有自己来触发
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD
    DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR
 */

使用Crearte函数创建的并发队列和全局并发队列的主要区别:


五、NSOperation


(1)相关概念

01 NSOperation是对GCD的包装
02 两个核心概念【队列+操作】

(2)基本使用

01 NSOperation本身是抽象类,只能只有它的子类
02 三个子类分别是:NSBlockOperation、NSInvocationOperation以及自定义继承自NSOperation的类
03 NSOperation和NSOperationQueue结合使用实现多线程并发

(3)相关代码

//  01 NSInvocationOperation
    //1.封装操作
    /*
     第一个参数:目标对象
     第二个参数:该操作要调用的方法,最多接受一个参数
     第三个参数:调用方法传递的参数,如果方法不接受参数,那么该值传nil
     */
    NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]
                                        initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];

    //2.启动操作
    [operation start];
-------------------------------------------------
    //  02 NSBlockOperation
    //1.封装操作
    /*
     NSBlockOperation提供了一个类方法,在该类方法中封装操作
     */
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        //在主线程中执行
        NSLog(@"---download1--%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //2.追加操作,追加的操作在子线程中执行
    [operation addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    [operation addExecutionBlock:^{
         NSLog(@"---download3--%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //3.启动执行操作
    [operation start];

----------------------------------------------
// 03 自定义NSOperation
    //如何封装操作?
    //自定义的NSOperation,通过重写内部的main方法实现封装操作
    -(void)main
    {
        NSLog(@"--main--%@",[NSThread currentThread]);
    }

    //如何使用?
    //1.实例化一个自定义操作对象
    XMGOperation *op = [[XMGOperation alloc]init];

    //2.执行操作
    [op start];

(1)NSOperation中的两种队列

01 主队列 通过mainQueue获得,凡是放到主队列中的任务都将在主线程执行
02 非主队列 直接alloc init出来的队列。非主队列同时具备了并发和串行的功能,通过设置最大并发数属性来控制任务是并发执行还是串行执行

(2)相关代码

//自定义NSOperation
-(void)customOperation
{
    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    //好处:1.信息隐蔽
    //2.代码复用

    XMGOperation *op1 = [[XMGOperation alloc]init];
    XMGOperation *op2 = [[XMGOperation alloc]init];

    //3.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
}

//NSBlockOperation
- (void)block
{
    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);

    }];

    [op2 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    [op2 addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

    //3.添加操作到队列中
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];

    //补充:简便方法
    [queue addOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"5----%@",[NSThread currentThread]);
    }];

}

//NSInvocationOperation
- (void)invocation
{
    /*
     GCD中的队列:
     串行队列:自己创建的,主队列
     并发队列:自己创建的,全局并发队列

     NSOperationQueue
     主队列:[NSOperationQueue mainqueue];凡事放在主队列中的操作都在主线程中执行
     非主队列:[[NSOperationQueue alloc]init],并发和串行,默认是并发执行的
     */

    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作
    NSInvocationOperation *op1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download1) object:nil];

    NSInvocationOperation *op2 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download2) object:nil];


    NSInvocationOperation *op3 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download3) object:nil];


    //3.把封装好的操作添加到队列中
    [queue addOperation:op1];//[op1 start]
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:op3];
}

(1)设置最大并发数【控制任务并发和串行】

//1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.设置最大并发数
    //注意点:该属性需要在任务添加到队列中之前进行设置
    //该属性控制队列是串行执行还是并发执行
    //如果最大并发数等于1,那么该队列是串行的,如果大于1那么是并行的
    //系统的最大并发数有个默认的值,为-1,如果该属性设置为0,那么不会执行任何任务
    queue.maxConcurrentOperationCount = 2;

(2)暂停和恢复以及取消

    //设置暂停和恢复
    //suspended设置为YES表示暂停,suspended设置为NO表示恢复
    //暂停表示不继续执行队列中的下一个任务,暂停操作是可以恢复的
    if (self.queue.isSuspended) {
        self.queue.suspended = NO;
    }else
    {
        self.queue.suspended = YES;
    }

    //取消队列里面的所有操作
    //取消之后,当前正在执行的操作的下一个操作将不再执行,而且永远都不在执行,就像后面的所有任务都从队列里面移除了一样
    //取消操作是不可以恢复的
    [self.queue cancelAllOperations];

---------自定义NSOperation取消操作--------------------------
-(void)main
{
    //耗时操作1
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
    }
    NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");

    //苹果官方建议,每当执行完一次耗时操作之后,就查看一下当前队列是否为取消状态,如果是,那么就直接退出
    //好处是可以提高程序的性能
    if (self.isCancelled) {
        return;
    }

    //耗时操作2
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        NSLog(@"任务1-%d--%@",i,[NSThread currentThread]);
    }

    NSLog(@"+++++++++++++++++++++++++++++++++");
}

(1)开子线程下载图片

 //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.使用简便方法封装操作并添加到队列中
    [queue addOperationWithBlock:^{

        //3.在该block中下载图片
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://news.51sheyuan.com/uploads/allimg/111001/133442IB-2.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"下载图片操作--%@",[NSThread currentThread]);

        //4.回到主线程刷新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"刷新UI操作---%@",[NSThread currentThread]);
        }];
    }];

(2)下载多张图片合成综合案例(设置操作依赖)

//02 综合案例
- (void)download2
{
    NSLog(@"----");
    //1.创建队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    //2.封装操作下载图片1
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

        //拿到图片数据
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
    }];


    //3.封装操作下载图片2
    NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.58pic.com/58pic/13/87/82/27Q58PICYje_1024.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

        //拿到图片数据
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
    }];

    //4.合成图片
    NSBlockOperation *combine = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{

        //4.1 开启图形上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));

        //4.2 画image1
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];

        //4.3 画image2
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];

        //4.4 根据图形上下文拿到图片数据
        UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
//        NSLog(@"%@",image);

        //4.5 关闭图形上下文
        UIGraphicsEndImageContext();

        //7.回到主线程刷新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);
        }];

    }];

    //5.设置操作依赖
    [combine addDependency:op1];
    [combine addDependency:op2];

    //6.添加操作到队列中执行
    [queue addOperation:op1];
    [queue addOperation:op2];
    [queue addOperation:combine];
    }

(3)自定义NSOperation下载图片思路 - 有沙盒缓存(重点中的重点)

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