iOS多线程编程之三——GCD的应用

时间 2019-11-10

标签 ios 多线程编程之三 gcd 应用栏目 iOS 繁體版

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iOS多线程编程之三——GCD的应用

1、引言

在软件开发中使用多线程能够大大的提高用户体验度，增长工做效率。iOS系统中提供了多种分线程编程的方法，在前两篇博客都有说起：编程

NSThread类进行多线程编程：http://my.oschina.net/u/2340880/blog/416524。多线程

NSOperation进行多线程操做编程：http://my.oschina.net/u/2340880/blog/416782。并发

上两个进行多线程编程的机制都是封装于Object-C的类与方法。这篇博客将讨论的Grand Central Dispatch(GCD)机制，则是基于C语言的，相比上面两种机制，GCD更加高效，而且线程有系统管理，会自动运用多核运算。由于这些优点，GCD是apple推荐咱们使用的多线程解决方案。app

2、GCD的调度机制

GCD机制中一个很重要的概念是调度队列，咱们对线程的操做其实是由调度队列完成的。咱们只须要将要执行的任务添加到合适的调度队列中便可。框架

一、调度队列的类型

调度队列有三种类型：异步

（1）主队列async

其中的任务在主线程中执行，由于其会阻塞主线程，因此这是一个串行的队列。能够经过dispatch_get_main_queue()方法获得。ide

（2）全局并行队列函数

队列中任务的执行方式是严格按照先进先出的模式进行了。若是是串行的队列，则当一个任务结束后，才会开启另外一个任务，若是是并行队列，则任务的开启顺序是和添加顺序一致的。系统为iOS应用自动建立了四个全局共享的并发队列。使用以下函数得到：性能

dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags);

其中第一个参数是这个队列的id，系统的四个全局队列默认的优先级不一样，这个参数可填的定义以下：

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2//优先级最高的全局队列
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0//优先级中等的全局队列
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)//优先级低的全局队列
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN//后台的全局队列 优先级最低

这个函数的第二个参数，按照官方文档的说法是有待将来使用，如今咱们都填0便可。

（3）自定义队列

上面的两种队列都是系统为咱们建立好的，咱们只须要获取到他们，将任务添加便可。固然，咱们可能够建立咱们本身的队列，包括串行的和并行的。使用以下方法建立：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

其中，第一个参数是这个队列的名字，第二个参数决定建立的是串行的仍是并行的队列。填写DISPATCH_QUEUE_SERIAL或者NULL建立串行队列，填写DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT建立并行队列。

二、添加任务到队列中

使用dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)函数或者dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)函数来同步或者异步的执行任务，示例以下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"%@:1",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"%@:2",[NSThread currentThread]);
    });
}

打印结果以下：

能够看出第一个任务在主线程中执行，第二个在分线程中执行。

3、队列调度机制的更多技巧

经过上面的演示，咱们已经能够运用队列进行多线程的执行任务，可是GCD的强大之处远远不止如此。

一、使用队列组

若是有这样三个任务，A与B是没有关系的，他们能够并行执行，C必须在A,B结束以后才能执行，固然，实现这样的逻辑并不困难，使用KVO就能够实现，可是使用队列组处理这样的逻辑，代码会更加清晰简单。

可使用dispatch_group_create()建立一个队列组，使用以下函数将队列添加到队列组中：

void dispatch_group_async(dispatch_group_t group,
	dispatch_queue_t queue,
	dispatch_block_t block);

队列组中的队列是异步执行的，示例以下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    //建立一个队列组
    dispatch_group_t group=dispatch_group_create();
    建立一个异步队列
    dispatch_queue_t queue=dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"%@:%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"%@:%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    //阻塞线程直到队列任务完成
    dispatch_group_wait(group,DISPATCH_TIME_FOREVER);
    for (int i=0; i<10; i++) {
        NSLog(@"over:%d",i);
    }
}

打印出来的信息以下：

能够看出，队列中的任务是异步执行的，而且等待队列组中队列任务所有执行后才执行后面的任务。这样的作法在实际应用中咱们不多使用，一般咱们会把后续的任务在放在异步中执行，作法以下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    //建立一个队列组
    dispatch_group_t group=dispatch_group_create();
    //建立一个队列
    dispatch_queue_t queue=dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //添加队列任务到队列组
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"%@:%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"%@:%d",[NSThread currentThread],i);
        }
    });
    //队列组任务执行完后执行的任务
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"over:%d",i);
        }
    });
    for (int i=0; i<10; i++) {
         NSLog(@"Finish:%d",i);
    }
   
}

打印信息以下：

能够看出GCD的强大了吧，复杂的任务逻辑关系由于GCD变得十分清晰简单。

二、循环机制

一开始咱们就提到，GCD相比NSOperation的优点在于多核心的应用，更深得挖掘出了硬件的性能。GCD在多核方面的一个明显的特色就是循环机制。

 dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t i) {
        NSLog(@"%@:%zu",[NSThread currentThread],i);
    });

打印结果以下：

能够看出，程序的运行效率又会高许多。

三、消息传递机制

dispatch_source_t类型的对象能够用来传递和接受某个消息，而后执行block方法，示例以下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    //建立一个数据对象，DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD的含义表示数据变化时相加
    dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    //建立接收数据变化的句柄
    dispatch_source_set_event_handler(source, ^{
        NSLog(@"%lu",dispatch_source_get_data(source));
    });
    //启动
    dispatch_resume(source);
    //设置数据
    dispatch_source_merge_data(source, 1);
    //这步执行完以后会执行打印方法
}

四、发送和等待信号

GCD中还有一个重要的概念是信号量。它的用法法消息的传递有所相似，经过代码来解释：

    //建立一个信号，其中的参数为信号的初始值
    dispatch_semaphore_t singer = dispatch_semaphore_create(0);
    //发送信号，使信号量+1
    dispatch_semaphore_signal(singer);
    //等待信号，当信号量大于0时执行后面的方法，不然等待，第二个参数为等待的超时时长，下面设置的为一直等待
    dispatch_semaphore_wait(singer, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"123");

经过发送信号，能够试信号量+1，每次执行过等待信号后，信号量会-1；如此，咱们能够很方便的控制不一样队列中方法的执行流程。

五、挂起和开启任务队列

GCD还提供了暂停与开始任务的方法，使用

void dispatch_suspend(dispatch_object_t object);

能够将队列或者队列组进行暂时的挂起，使用

void dispatch_resume(dispatch_object_t object);

将队列或者队列组从新开启。

须要注意的是，暂停队列时，队列中正在执行的任务并不会被中断，会挂起未开启的任务。

4、关于内存管理

GCD虽然是基于C语言封装的框架，使用了面向对象的思想。所以，它的内存管理是须要咱们注意的，不管是ARC或者MRC，咱们都应该手动去处理这些对象。还好，GCD的内存管理思路和Object—C是兼容的，咱们使用dispatch_retain()和dispatch_release()来将引用对象的计数进行加减。这一点十分重要，切记切记。

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