ios開發之多線程--GCD介紹

一.GCD簡單介紹

1.什麼是GCD

全稱是Grand Central Dispatch，可譯爲“牛逼的中樞調度器”

純C語言，提供了非常多強大的函數

2.GCD的優勢

GCD是蘋果公司爲多核的並行運算提出的解決方案

GCD會自動利用更多的CPU內核（比如雙核、四核）

GCD會自動管理線程的生命週期（創建線程、調度任務、銷燬線程）

程序員只需要告訴GCD想要執行什麼任務，不需要編寫任何線程管理代碼

3.任務和隊列

GCD中有2個核心概念

任務：執行什麼操作

隊列：用來存放任務

GCD的使用就2個步驟

定製任務

確定想做的事情

將任務添加到隊列中

GCD會自動將隊列中的任務取出，放到對應的線程中執行

任務的取出遵循隊列的FIFO原則：先進先出，後進後出

4.執行任務

GCD中有2個用來執行任務的函數

用同步的方式執行任務

dispatch_sync(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

queue：隊列

block：任務

用異步的方式執行任務

dispatch_async(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

同步和異步的區別

同步：只能在當前線程中執行任務，不具備開啓新線程的能力

異步：可以在新的線程中執行任務，具備開啓新線程的能力

5.隊列類型

GCD的隊列可以分爲2大類型

併發隊列（Concurrent Dispatch Queue）

可以讓多個任務併發（同時）執行（自動開啓多個線程同時執行任務）

併發功能只有在異步（dispatch_async）函數下才有效

串行隊列（Serial Dispatch Queue）

讓任務一個接着一個地執行（一個任務執行完畢後，再執行下一個任務

重點提示:容易混淆的術語

有4個術語比較容易混淆：同步、異步、併發、串行

同步和異步主要影響：能不能開啓新的線程

同步：在當前線程中執行任務，不具備開啓新線程的能力

異步：在新的線程中執行任務，具備開啓新線程的能力

併發和串行主要影響：任務的執行方式

併發：多個任務併發（同時）執行

串行：一個任務執行完畢後，再執行下一個任務

二.創建隊列

1.併發隊列

GCD默認已經提供了全局的併發隊列，供整個應用使用，不需要手動創建

使用dispatch_get_global_queue函數獲得全局的併發隊列

dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(

dispatch_queue_priority_tpriority,// 隊列的優先級

unsigned longflags);// 此參數暫時無用，用0即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲得全局併發隊列

全局併發隊列的優先級

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2// 高

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0// 默認（中）

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)// 低

#defineDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN// 後臺

2.串行隊列

GCD中獲得串行有2種途徑

使用dispatch_queue_create函數創建串行隊列

dispatch_queue_t

dispatch_queue_create(const char*label, //隊列名稱

dispatch_queue_attr_t attr); //隊列屬性，一般用NULL即可

dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 創建

dispatch_release(queue); // 非ARC需要釋放手動創建的隊列

使用主隊列（跟主線程相關聯的隊列）

主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列

放在主隊列中的任務，都會放到主線程中執行

使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列

dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_main_queue();

3.各種隊列執行的效果

 注意

 使用sync函數往當前串行隊列中添加任務，會卡住當前的串行隊列

三.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), ^{

   //執行耗時的異步操作...

     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^{

        // 回到主線程，執行UI刷新操作

        });

});

四.延時執行

iOS常見的延時執行有2種方式

調用NSObject的方法

[self performSelector:@selector(run)withObject:nil afterDelay:2.0];

// 2秒後再調用self的run方法

使用GCD函數

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(),^{

   //2秒後執行這裏的代碼...在哪個線程執行，跟隊列類型有關

   

});

五.一次性代碼

使用dispatch_once函數能保證某段代碼在程序運行過程中只被執行1次

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

   //只執行1次的代碼(這裏面默認是線程安全的)

});

六.隊列組

有這麼1種需求

首先：分別異步執行2個耗時的操作

其次：等2個異步操作都執行完畢後，再回到主線程執行操作

如果想要快速高效地實現上述需求，可以考慮用隊列組

dispatch_group_tgroup =  dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

   //執行1個耗時的異步操作

});

dispatch_group_async(group,dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

   //執行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行完畢後，回到主線程...

});

七.單例模式

1.單例模式的作用

可以保證在程序運行過程，一個類只有一個實例，而且該實例易於供外界訪問

從而方便地控制了實例個數，並節約系統資源

單例模式的使用場合

在整個應用程序中，共享一份資源（這份資源只需要創建初始化1次）

單例模式在ARC\MRC環境下的寫法有所不同，需要編寫2套不同的代碼

可以用宏判斷是否爲ARC環境

#if __has_feature(objc_arc)

// ARC

#else

// MRC

#endif

2.ARC中，單例模式的實現

在.m中保留一個全局的static的實例

static id_instance;

重寫allocWithZone:方法，在這裏創建唯一的實例（注意線程安全）

+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone*)zone {

   if (_instance == nil) { // 防止頻繁加鎖

        @synchronized(self) {

            if (_instance == nil) { // 防止創建多次

    _instance = [super allocWithZone:zone];

            }

        }

   }

   return _instance;

}

提供1個類方法讓外界訪問唯一的實例

+ (instancetype)sharedMusicTool {

   if (_instance == nil) { // 防止頻繁加鎖

          @synchronized(self) {

            if (_instance == nil) { // 防止創建多次

               _instance = [[self alloc] init];

            }

        }

   }

   return _instance;

}

實現copyWithZone:方法

- (id)copyWithZone:(struct _NSZone*)zone {

   return _instance;

}

3.非ARC中（MRC），單例模式的實現（比ARC多了幾個步驟）

p實現內存管理方法

- (id)retain { return self; }

- (NSUInteger)retainCount { return 1; }

- (oneway void)release{}

- (id)autorelease { return self; }

八 .代碼示例:

<span style="font-size:18px;">//1.串行隊列 + 同步執行函數
//結論1. 沒有開啓新線程
//結論2. 按順序執行
//開發中布經常用
- (void)serialAddSync
{
    NSLog(@"serialAddSycn%@",[NSThread currentThread]);
    //1.創建串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //2.同步執行函數 將任務添加到串行隊列中 交給同步執行函數執行
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任務1
        NSLog(@"耗時任務1:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
    //往串行隊列中 添加多個任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任務2
        NSLog(@"耗時任務2:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任務3
        NSLog(@"耗時任務3:%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
}
</span>

//2.串行隊列 + 異步執行函數

//結論1.開啓新線程
//2.同一隊列的任務由同一個線程來執行,肯定是按順序執行
//一個串行隊列對應一條線程
- (void)serialAddAsync{
NSLog(@"serialAddAsycnBegan%@",[NSThread currentThread]);

//1.創建串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//2.異步執行函數 將任務添加到串行隊列中 交給異步執行函數執行
dispatch_async(queue, ^{
//任務1
NSLog(@"耗時任務1:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任務2
NSLog(@"耗時任務2:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue, ^{
//任務3
NSLog(@"耗時任務3:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任務1
NSLog(@"耗時任務4:%@",[NSThread currentThread]);

});
dispatch_async(queue1, ^{
//任務2
NSLog(@"耗時任務5:%@",[NSThread currentThread]);

});

NSLog(@"serialAddAsycnEnd%@",[NSThread currentThread]);


}

//3.併發隊列 + 同步執行函數
//沒有開啓新線程
//任務順序執行(在同一線程(當前線程)中執行)
- (void)concurrentAddSync
{
    NSLog(@"concurrentAddSync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.創建全局併發隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.將任務添加到隊列中
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務2:%@",[NSThread currentThread]);
    });dispatch_sync(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//4.併發隊列 + 異步執行函數(開發中使用最多)
//開啓多條線程
//任務同時執行的
- (void)concurrentAddAsync {
    NSLog(@"concurrentAddAsync%@",[NSThread currentThread]);
    //1.創建全局併發隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    //2.將任務添加到隊列
    dispatch_async(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務1:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務2:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務3:%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        //任務
        NSLog(@"任務4:%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//5.主隊列 + 同步執行函數
    //1.如果當前線程爲主線程 會照成主隊列和主線程中的任務相互等待 無法執行 主線程卡死
    //主隊列的任務都交給主線程執行
    
    //主隊列和主線程中的任務相互等待 無法執行
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);

 //6.主隊列 + 異步執行函數 (開發中需要回到主線程 使用 主隊列 + 異步函數)
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"renwu1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"touchesEnd%@",[NSThread currentThread]);