多线程

1、开发者只需要定义想要执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中,GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的,因此可以统一管理,也可执行任务

2、多线程问题:多个线程更新相同的资源会导致数据的不一致(数据竞争)、停止等待事件的线程会导致多个线程相互持续等待(死锁)、使用太多线程会消耗大量的内存

3、应用程序在启动时,最先执行主线程,如果在主线程中进行长时间的处理,会妨碍主线程中被称为RunLoop的主循环的执行,从而导致不能更新用户界面、应用程序的画面长时间停滞等问题


队列

Dispatch Queue:执行处理任务的队列,通过dispatch_async等函数API,在Block语法中记述想要执行的处理任务并将其追加到Dispatch Queue中,Dispatch Queue按照追加的顺序(先进先出FIFO)执行处理。

Serial Dispatch Queue(串行队列):等待现在执行中处理结束,一旦生成Serial Dispatch Queue并追加处理。系统对于一个Serial Dispatch Queue就只生成并使用一个线程,但是如果生成过多的线程,会导致消耗大量的内存,引起大量的上下文切换,大幅度降低系统的响应性能,因此只在为了避免多个线程更新相同的资源导致数据竞争时使用。

Concurrent Dispatch Queue(并行队列):不等待现在执行中处理结束,可以并行执行多个处理,并行处理的处理数量取决于当前系统状态,生成所需的线程执行处理,当处理结束,应当执行的处理数减少时,XNU内核会结束不再需要的线程,因此当想并行执行不发生数据竞争等问题处理时使用并行队列,有效管理线程,不会出现太多线程。

系统默认有一个串行队列:主队列(main_queue)和并行队列:全局队列(global_queue),不需要自己手动释放,或者自己创建用户队列(需要手动释放)。


主队列(main):

dispatch_queue_t mainQ = dispatch_get_main_queue()

注意:不能sync向主队列提交任务,因为会造成死锁,只能async提交任务


全局队列(global_queue):有执行优先级

dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH:             优先级最高,在default,和low之前执行

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT        默认优先级,在low之前,在high之后

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW               在high和default后执行

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND提交到这个队列的任务会在high优先级的任务和已经提交到background队列的执行完后执行。


创建队列:(create_queue):尽管是ARC,使用结束后也要dispatch_release释放

dispatch_queue_t  concurrentQ = dispatch_queue_create("createName",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

dispatch_queue_t  serialQ = dispatch_queue_create("createName", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)


改变队列优先级

dispatch_set_target_queue(restQueue, targetQueue);


操作队列

dispatch_async异步:将指定的Block"非同步"地追加到指定的Queue中,dispatch_async不做任何等待

dispatch_sync同步:将指定的block同步追加到queue中,在追加的block结束之前,dispatch_sync会一直等待,在执行Main Dispatch Queue时,使用另外的global进行处理,处理结束时立即使用结果,这种情况下使用,在block任务结束以前,会等待达到wait效果。

dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0,0), ^{

sleep(2);

});



dispatch_after:

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3*NSEC_PER_SEC)),dispatch_get_main_queue(), ^{

});

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,150ull *NSEC_PER_MSEC),dispatch_get_main_queue(), ^{

//毫秒

});

要注意,并不是在3秒后执行,而是在3秒后将任务添加到Dispatch Queue中,这个代码与3秒后用dispatch_async将任务加到Main Dispatch Queue中一样的。如果Main Dispatch Queue中有大量的添加任务或者主线程本身有执行延迟,时间会有一定的延迟误差。


dispatch_group

dispatch_group_t group =dispatch_group_create();

dispatch_queue_t queue =dispatch_get_global_queue(0,0);

//并发各种任务

dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"block_1");});

dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"block_2");});

//上面任务结束后执行

dispatch_group_notify(group,dispatch_get_main_queue(), ^{NSLog(@"done");});

无论是上面Dispatch Queue,都能检测,只要队列中的所有任务都执行完毕了,就会开始执行结束任务。


dispatch_barrier_sync:

用于数据库和文件访问解决资源竞争问题

dispatch_async(queue, ^{NSLog(@"read");});

dispatch_async(queue, ^{NSLog(@"read");});

dispatch_async(queue, ^{NSLog(@"read");});

dispatch_barrier_sync(queue, ^{NSLog(@"writing");});

dispatch_async(queue, ^{NSLog(@"read");});



NSOperation

NSOperation:分为NSOpeartion(NSInvocationOperation和NSBlockOperation),或者自己继承NSoperation创建

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

[operation start];// 开始执行任务(同步执行)

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){

NSLog(@"执行了一个新的操作,线程:%@", [NSThread currentThread]);

}];

[operation start];// 开始执行任务(这里还是同步执行)

[operation addExecutionBlock:^() {

NSLog(@"又执行了1个新的操作,线程:%@", [NSThread currentThread]);//并发

}];

operation有三种状态isExecuted、isFinished和isCancelled以方便我们通过 KVC 对它的状态进行监听。

operation可以取消[operation cancel];

start是一个同步方法。如果要异步执行的话,就需要自定义NSOperation的子类。或者使用NSOperationQueue。我们自己生成的NSOperationQueue对象都是非主队列,主队列可以用NSOperationQueue.mainQueue取得。NSOperationQueue有一个属性叫maxConcurrentOperationCount,它表示最多支持多少个NSOperation并发执行。如果maxConcurrentOperationCount被设为 1,就以为这个队列是串行队列。使用NSOperationQueue来执行任务与之前的区别在于,首先创建一个非主队列。然后用addOperation方法替换之前的start方法。刚刚已经说过,NSOperationQueue会为每一个NSOperation建立线程并调用他们的start方法。

NSOperation设置依赖比较方便 operation2.addDependency(operation1),保证发出第二次请求的时候第一个请求已经执行完

暂停与恢复:queue.suspended =true//暂停queue中所有

operationqueue.suspended =false//恢复queue中所有operation


GCD以 block 为单位,代码简洁。同时 GCD 中的队列、组、信号量、source、barriers 都是组成并行编程的基本原语。对于一次性的计算,或是仅仅为了加快现有方法的运行速度,选择轻量化的 GCD 就更加方便。

而NSOperation可以用来规划一组任务之间的依赖关系,设置它们的优先级,任务能被取消。队列可以暂停、恢复。NSOperation还可以被子类化。这些都是 GCD 所不具备的。

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