iOS 多线程理解 - GCD篇

提及多线程 , 我们一定不会陌生 , 甚至线程问题已经成为iOS 面试必问类型.
iOS 官方提供了 几种多线程的解决方案 .

NSThread
GCD
NSOperation & NSOperationQueue

今天就 GCD(大调度中心) 的使用心得 进行整理 . 剩下的以后慢慢补全.


基本术语

关键字 英文 解释
串行 Serial 同一时间只能执行一个任务
并发 Concurrent 同一时间可以执行多个任务
平行执行 Parallelism 并发执行的每一部分是被"同时执行"的。
同步 Synchronous 按顺序执行 , 时效性是统一的.
异步 Asynchronous 可同时执行 , 时效性不统一 .
危险区 Critical Section 一段代码不能并发执行.并发操作共享资源时 , 该资源会损坏. (如数据NSMutableArray)
竞态条件 Race Condition 多个进程 , 对共享的数据进行读或写的操作时 , 由进程的执行顺序不同而 导致结果的不同 .
死锁 DeadLock 两个线程进入互相等待状态 , 及对方执行完之后我再执行 , 从而谁都无法执行 , 形成死锁.
线程安全 Thread Safe 同一段代码 , 被多个线程同时执行时, 不会造成数据损坏的代码 是线程安全的代码(如NSArray 是, NSMutableArray则不是.)
环境切换 Context Switch 在多个线程中 , 来回切换执行,称为环境切换。

==补充:==

1.竞态条件 : 先检测后执行。执行依赖于检测的结果,而检测结果依赖于多个线程的执行时序,而多个线程的执行时序通常情况下是不固定不可判断的,从而导致执行结果出现各种问题。
例子:对于main线程,如果文件a不存在,则创建文件a,但是在判断文件a不存在之后,Task线程创建了文件a,这时候先前的判断结果已经失效,(main线程的执行依赖了一个错误的判断结果)此时文件a已经存在了,但是main线程还是会继续创建文件a,导致Task线程创建的文件a被覆盖、文件中的内容丢失等等问题.

队列

GCD提供 dispatch queues 来操作代码块。这些队列管理你提交给GCD的任务,并且按照FIFO(first input first output ,先入先出)顺序执行。

  • 串行队列: 同一时间只能执行一个任务 , 没有进入到危险区的风险,从而不能进入竞态条件.
  • 并发队列: 可以同时执行多个任务 , 但执行结束时间 , 无法预测.
  • 队列类型:
    1. main queue(主线程) :串行队列. 更新UI界面 , 只能在主线程进行.
    2. Global Dispatch Queues :并发队列 , 根据优先级顺序 分为(background , low , default , high).(苹果API 用这些队列).
    3. 自定义队列
  • dispatch_async:异步分发任务 , 使任务在后台执行,从而不阻塞当前线程。 例子: 向主线程分发任务
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{ 
        UIImage *overlayImage = [self faceOverlayImageFromImage:_image];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 
            [self fadeInNewImage:overlayImage]; 
        });
    });

  • dispatch_after: 延迟执行 dispatch_async ,如 延迟执行 主队列
double delayInSeconds = 1.0;
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)); // 1 
    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ // 2 
        if (!count) {
            [self.navigationItem setPrompt:@"Add photos with faces to Googlyify them!"];
        } else {
            [self.navigationItem setPrompt:nil];
        }
    });
  • 单例的线程安全: 传统方式创建单例 , 存在线程安全问题 . 如果连续多次调用此方法,有这样一种可能,线程A进入if语句,在单例创建完成前,发生环境切换( context switch),转到线程B,线程B也会进入if语句并实例化此单例,然后系统再次环境切换到线程A,线程A会继续执行if语句后面的内容,实例化另一个单例。这显然就不是单例了.(两个并发队列 , 存在竞态条件)
    • dispatch_once 当一个线程已经在执行dispatch_once中的危险区(critical section),那另一个试图进入该代码块的线程将被阻止,直到前一个线程执行完毕危险区中的代码。
+ (instancetype)sharedManager
{
    static PhotoManager *sharedPhotoManager = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        sharedPhotoManager = [[PhotoManager alloc] init];
        sharedPhotoManager->_photosArray = [NSMutableArray array];
    });
    return sharedPhotoManager;
}
  • dispatch_barrier_async : 可以通过此函数 , 创建读写锁. 当它与并发队列一起用时,它就像一个串行瓶颈。用barriers的API能确保提交的代码块是在特定时间指定队列中唯一被执行的。这意味着先前提交到此队列中的代码块,要在dispatch barrier执行前,执行完毕。
    • 一般用在自定义的并发队列当中.


      创建读写锁

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