iOS多线程 & GCD

进程

在ios中,一个进程代表一个app
进程之间相互独立
一个进程挂了不会影响其他进程

线程

一个进程必须至少有一个线程,程序启动的时候,默认开启一条线程,也就是主线程
线程之间可以资源共享
一个线程挂了,进程也就挂了,其他线程也跟着挂了

app处理的任何事务都是在线程中

多线程

对于单核CPU来说,同一时间,只执行一条线程,多线程的效果是由于CPU在不停的快速切换线程

多线程的生命周期

线程的优先级越高,是不是意味着任务的执行越快?
线程执行的快慢,除了要看优先级,还需要查看资源的大小(即任务的复杂度)、以及 CPU 调度情况

多线程的安全隐患

资源共享,当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱、空指针等问题

互斥锁(即同步锁)@synchronizedNSLock
确保同一时间,只有一条线程能够执行,当有新线程访问时,新线程就会进入休眠,等待CPU下一次调配

**synchronized **
使用注意:如果加锁的对象是nil,是锁不住的,很容易造成野指针,我们一般使用@synchronized (self),当然如果可以保证对象不为nil,也可以不用锁self

NSLock

 NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
[lock lock];
[lock unlock];

性能上会比synchronized好一点,但是用起来要注意解锁,如果代码逻辑不健壮,导致无法解锁,会堵塞线程

自旋锁
确保同一时间,只有一条线程能够执行,当有新线程访问时,新线程就会处于忙等待状态,避免了重新调配,但是它会一直尝试执行代码,比较消耗性能,一般会在复杂度较低的情况下才去使用

atomic 原子锁
OC中属性的默认修饰,本质是在set方法中,加了一把自旋锁,能够保证同一时间,只有一条线程对属性进行写的操作,但是读是不保证的,又消耗性能,所以在APP开发中基本不使用,mac开发中常用

nonatomic 非原子锁
没有任何锁,性能高,APP开发中常用

GCD

将任务添加到队列,并指定任务执行的函数

优势
自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)
程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码

GCD基本使用

dispatch_async(<#dispatch_queue_t _Nonnull queue#>, <#^(void)block#>)
将任务(block),添加到队列(dispatch_queue_t)中执行

 dispatch_async( dispatch_queue_create("队列", NULL), ^{
   NSLog(@"GCD基本使用");
});

执行方式

同步执行 dispatch_sync
不创建新的线程,马上立刻执行任务,并且堵塞当前线程
异步执行 dispatch_async
创建新的线程,不马上执行任务,不堵塞当前线程

队列
队列是一种特殊的线性表,遵循先进先出(FIFO)原则,即新任务总是被插入到队尾,而任务的读取从队首开始读取。每读取一个任务,则动队列中释放一个任务
**串行队列 **
每次只有一个任务被执行,等待上一个任务执行完毕再执行下一个,即只开启一个线程

// 串行队列的获取方法
dispatch_queue_t serialQueue1 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
    dispatch_queue_t serialQueue2 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

并行队列
一次可以并发执行多个任务,即开启多个线程,并同时执行任务

// 并发队列的获取方法
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_get_main_queue(主队列)
GCD中提供的特殊的串行队列,通常在返回主线程 更新UI时使用
如果当前主线程正在有任务执行,那么无论主队列中当前被添加了什么任务,都不会被调度
由于是串行队列,也不会开启新的线程

dispatch_get_global_queue(0, 0) 全局并发队列(Global Dispatch Queue)
GCD提供的默认的并发队列
第一个参数表示队列优先级,默认优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT=0,在ios9之后,已经被服务质量(quality-of-service)取代

//全局并发队列的获取方法
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);

//优先级从高到低(对应的服务质量)依次为
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH       -- QOS_CLASS_USER_INITIATED
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT    -- QOS_CLASS_DEFAULT
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW        -- QOS_CLASS_UTILITY
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND -- QOS_CLASS_BACKGROUND
//主队列 + 全局并发队列的日常使用
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        //执行耗时操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //回到主线程进行UI操作
        });
    });

主队列 + 同步函数

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"1");
    });

我们发现直接崩溃了
主队列是一个串行队列,只能按顺序一个任务一个任务的完成,现在追加一个任务到串行队列的末尾,还要求同步(立刻)执行。造成了当前任务和新添加的任务打架的情况,导致崩溃

主队列 + 异步函数主队列本身就是一个一个的干活,无论是不是异步,都要一个一个来,所以不开辟线程,顺序执行

全局并发队列 + 同步函数
同步函数本身就不开辟线程,并且要求立刻执行,所以还是一个一个来

全局并发队列 + 异步函数
开辟新线程,无序执行任务

dispatch_after 延迟执行

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"2s后");
    });

dispatch_once 仅执行一次

static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        //创建单例、method swizzled或其他任务
        NSLog(@"创建单例");
    });

dispatch_group_t
将多个任务分成组,接收组的消息状态,比如请求多个接口,当所有接口都完成后,再进行逻辑处理等

     dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
//        sleep(2);
        NSLog(@"2");
    });
    
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"done");
    });
    
    long timeout = dispatch_group_wait(group, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 *NSEC_PER_SEC));
    NSLog(@"timeout = %ld", timeout);
    if (timeout == 0) {
        NSLog(@"按时完成任务");
    }else{
        NSLog(@"超时");
    }

dispatch_barrier_async
栅栏函数,将队列中的任务隔开,先执行栅栏前的任务,再执行栅栏任务,再执行栅栏后的任务

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("CJL", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    NSLog(@"开始 - %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(5);
        NSLog(@"延迟5s的任务1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第一次结束 - %@", [NSThread currentThread]);
    
    //由于并发队列异步执行任务是乱序执行完毕的,所以使用栅栏函数可以很好的控制队列内任务执行的顺序
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"------------栅栏任务------------%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"栅栏结束 - %@", [NSThread currentThread]);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"延迟2s的任务2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第二次结束 - %@", [NSThread currentThread]);
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