iOS 之多线程

一. 多线程概述

程序:由源代码生成的可执行应用
进程:一个正在进行的程序.
线程:程序中独立的代码片段.

注:一个进程是由一个或多个子线程组成的.

二. NSThread

NSThread是一个轻量级的多线程,它拥有两种方式创建.

+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument;

上述方式创建线程不需要手动开启线程,线程会自动开启.

- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

上述方式创建线程需手动开启线程.(start,cancel(线程取消))
对于NSObject和NSThread实现的多线程,会在任务完成之后,线程被自动释放.

[NSThread exit]; 立即结束线程
获取当前线程[NSThread currentThread];
获取主线程[NSThread mainThread];

注:通过NSThread与NSObject创建的线程,必须要进行内存管理,在子线程结束时,会清除自动释放池.(即:手动创建的子线程,需要手动添加释放池.)

• 线程锁

// 线程锁
    NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
// 对线程进行加锁
    [lock lock];
// 对线程进行解锁
    [lock unlock];
同样为线程锁
@synchronized(self) {
}

• NSObject实现异步后台执行
  隐式创建子线程

// SEL是指定线程执行的方法,withObject则为向执行方法中传递的参数.
self performSelectorInBackground:(nonnull SEL) withObject:(nullable id) 

三. NSOperationQueue

NSOperation为MVC中的M层,使用来封装单个任务相关的代码和数据的抽象类.
因为是抽象的所以要使用其子类来执行任务:
(NSBlockOperation&NSInvocationOperation)来执行任务.

• NSInvocationOperation(任务)

NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(printAction) object:nil];
    // 如果任务不在队列中,那么就需要我们手动启动任务
    [invocationOperation start];

• NSBlockOperation(任务)

NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"当前的线程是%@,是否为主线程%d",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]);
    }];
// 开始执行
[blockOperation start];

• NSOperationQueue(操作队列)

此类的对象是用来管理一组Operation对象,会自动为Operation开辟合适数量的线程,以完成任务的并行执行.
NSOperation对象可以通过addDependency:的方法来设置队列中的优先级

// 通过设置最大并发数,让一组任务可以有序的执行(最大并发数的默认值为-1,意思为无限个)
    otherQueue.maxConcurrentOperationCount = 1;

注:在队列中的任务无需手动启动.

四. GCD (Grand Central Dispatch)

GCD:多核编程技术.在Mac OS X 10.6与iOS 4及以上可使用.
任务:具有一定功能的代码片段,一般的为一个Block或者函数
分发队列:GCD以队列的方式进行工作,遵循FIFO(先入队列的先进行资源分配)
GCD:会根据分发队列的类型,创建合适数量的线程执行队列中的任务.

• GCD中两种队列

SerialQueue:依次执行队列中的任务,当创建多个SerialQueue时,队列是同步执行的,队列之间是并发执行的

- (void)practiceGCDSerialQueue {
    // 创建串行队列
    /*
     串行队列中会创建单个线程来依次完成任务
     */
    // 参数1:为队列的名字
    // 参数2:为队列的类型
    dispatch_queue_t queue_serial = dispatch_queue_create("SerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // 将任务添加到队列中(异步)
    dispatch_async(queue_serial, ^{
        NSLog(@"当前的线程为:%@,是否为主线程:%d",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]);
    });
}

ConcurrentQueue:可以并发执行地执行多任务,遵循FIFO(先进入队列的任务,先分配资源)

- (void)practiceGCDConcurrentQueue {
    // 创建并行队列
    /*
     并行队列中的任务会创建多个线程分别完成任务
     */
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("ConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    // 给队列中添加任务
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"当前的线程为:%@,是否为主线程:%d",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]);
    });
}

• 全局队列

全局队列:为并行队列,再处理完耗时的操作后,返回到主队列,使用主线程对UI进行刷新.

- (void)practiceGCDGlobalQueue {
    // 创建全局队列
        // 参数1:全局队列的优先级
    /*
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2                 FOFI
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0              Default
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)               FIFO
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN   后台
     */
        // 参数2:预留参数默认给0
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    // 给队列中添加任务
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        // 此处为子线程,进行耗时的操作
        NSLog(@"当前的线程为:%@,是否为主线程:%d",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]);
        // 当耗时的操作进行完毕后,我们进入到主线程,对UI进行刷新
            // 返回至主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"当前的线程为:%@,是否为主线程:%d",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]);
        });
    });
}

延时

// delayInSeconds主线程延时的时间(单位秒)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        code to be executed after a specified delay
    });

• 注意

GCD的功能:
1.dispatch_async() 向队列中添加任务,任务会自动排队执行
2.dispatch_after() 向队列中添加任务,任务不会排队执行,还会延迟执行
3.dispatch_apply() 向队列中添加任务,任务会重复执行n次
4.dispatch_group_async() 向队列中添加任务,并添加分组标记
5.dispatch_group_notify() 向队列中添加任务,当某个分组的任务完成之后,此任务才开始进行
6.dispatch_barrier_async() 向队列中添加任务,此任务执行的时候,其他任务停止执行.

示例源码:

- (void)practiceGCDGlobalQueueForSQL {
    // 创建全局队列
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    // 向队列中添加任务
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        NSLog(@"第一个读取数据库中的数据");
    });
    dispatch_barrier_async(globalQueue, ^{
        NSLog(@"对数据库中的数据进行写操作,其他任务必须暂停!");
    });
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        NSLog(@"第二个读取数据库中的数据");
    });
}

多线程下,单例的写法

static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        code to be executed once
// 此处的代码只会走一次
});

添加任务的时候,async与sync的区别
async为异步,不会等待block中代码执行完毕便执行下侧代码.
sync为同步,会等待block中代码执行完毕后,才执行下方代码.
五.iOS中的多线程总结
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• NSThread,NSObject,NSOperationQueue,GCD均可以创建多线程.
• 使用多线程的时候,刷新UI必须在主线程中执行.
• GCD是苹果是提供的性能更高的创建多线程的方式.
• 多线程虽然提高了性能,但是牵扯,线程互斥,线程同步等问题.若开辟过多的线程,会造成CPU的消耗过度.