爱上多线程 之 GCD
2015-10-15 本文已影响176人
Jack_zz
01 进程
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。
02 线程
2-1 基本概念
1个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程），线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行。
2-2 线程的串行
1个线程中任务的执行是串行的，如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务。也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务。
03 多线程
3-1 基本概念
即1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务。
3-2 线程的并行
并行即同时执行。比如同时开启3条线程分别下载3个文件（分别是文件A、文件B、文件C。
3-3 多线程并发执行的原理
在同一时间里，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）。多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换），如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象
3-4 多线程优缺点
优点
1）能适当提高程序的执行效率。
2）能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
缺点
1）开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能。
2）线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
3）程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享
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04 多线程在iOS开发中的应用
4-1 主线程
1）一个iOS程序运行后，默认会开启1条线程，称为“主线程”或“UI线程”。
2）作用。刷新显示UI,处理UI事件。
4-2 使用注意
1）不要将耗时操作放到主线程中去处理，会卡住线程。
2）和UI相关的刷新操作必须放到主线程中进行处理。
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05 iOS中多线程的实现方案
5-1 pthread
a.特点：
1）一套通用的多线程API
2）适用于Unix\Linux\Windows等系统
3）跨平台\可移植
4）使用难度大
b.使用语言：c语言
c.使用频率：几乎不用
d.线程生命周期：由程序员进行管理
5-2 NSThread
a.特点：
1）使用更加面向对象
2）简单易用，可直接操作线程对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：偶尔使用
d.线程生命周期：由程序员进行管理
5-3 GCD
a.特点：
1）旨在替代NSThread等线程技术
2）充分利用设备的多核（自动）
b.使用语言：C语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理
5-4 NSOperation
a.特点：
1）基于GCD（底层是GCD）
2）比GCD多了一些更简单实用的功能
3）使用更加面向对象
b.使用语言：OC语言
c.使用频率：经常使用
d.线程生命周期：自动管理
2 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 = @"wendingding";
//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：指向函数的执行
//第四个参数：传递给该函数的参数
pthread_create(&thread, NULL, run, (__bridge void *)(name));
3 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:@"wendingding"];
//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);
4.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】
2.1注意:1.创建队列: 1.1 创建队列
//基本队列
//第一参数:标识符
//第二个参数:队列类型
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(<#const char *label#>, <#dispatch_queue_attr_t attr#>)
//全局并发队列
//第一参数:优先级
//第二个参数:系统占位符(0)填零就好了
dispatch_get_global_queue(<#long identifier#>, <#unsigned long flags#>)
Tip:注意:全局并发队列不能和栅栏函数一起使用,只能和自己手动创建的队列使用(系统默认,未知原因)
//主队列
//主线程
dispatch_get_main_queue();
Tip:注意:UI刷新需要放在主线程,也就是主队列中(大部分线程间的通信)
Snip20151222_4.png
同步异步的真正含义：
同步异步函数只是决定将任务放在哪个线程执行而已，并且决定他们的执行方式，是同步还是异步的，如果是同步，任务的执行优先等级是很高的，如果放在主线程，会和主线程中执行其他任务的优先级一样高，导致谁也不能执行，如果是异步，只是降低了异步函数中的任务的执行优先等级，这样就不会出现死锁了，cpu只会在空闲的时候来处理低等级的任务！
TIP：模仿主线程死锁，在子线程嵌套使用同步函数执行任务！
主线程队列中不能开启同步，会阻塞主线程。只能开启异步任务，开启异步任务也不会开启新的线程，只是降低异步任务的优先级，让cpu空闲的时候才去调用。而同步任务，会抢占主线程的资源，会造成死锁。
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）
*死锁的理解*:因为同步函数在主线程中会执行block中的函数块但是在一条线程中是遵循先进先出的原则,所以block会等同步函数dispatch_sync执行,但是dispatch_又等待block调用,所以形成死锁
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,因为在并发过程中,我们无法控制任务的执行先后顺序,所以使用这个函数来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如果出现另外创建一个对象的时候,这个对象是创建不出来的,因为这份代码只能执行一次,不像懒加载会再给你创建一个）
-(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);
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