初学iOS----多线程(二:GCD详解)

GCD.png

GCD(Grand Central Dispatch)特点

  • 纯C语言编写,所以在使用的时候,使用的是函数而不是方法(提供了非常多强大的函数)。
  • GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  • GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
  • GVD会自动管理线程的生命周期线程(创建线程、调度任务、销毁线程)

核心概念

  • 任务:执行什么操作 用block来封装任务
    执行任务的函数有2个
  • 用同步的方式执行任务 :不具备开启新线程的能力:
    dispatch_sync...
  • 用异步的方式执行任务 : 具备开启新线程的能力:
    dispatch_async...
  • 队列:用来存放任务
    GCD的队列可以分为两大类型:串行队列和并发队列
  • 串行队列
    让任务一个接一个执行(一个完成,执行下一个)
  • 并发队列
    1.可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启了多个线程,同时执行任务)
    2.并发功能只能在异步函数下才会有效
  • 并发和串行,决定了任务的执行方式

到这里有4个术语:同步,异步,并发,串行

  • 同步和异步主要影响:能不能开启新的线程
    同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
    异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
  • 并发和串行主要影响:任务的执行方式
    并发:多个任务 同时 执行
    串行:多个任务 挨个 执行(一个任务执行完毕后,再去执行下一个任务)

使用GCD的两个步骤

1.定制任务:确定需要做什么事情
2.将任务添加到队列中:
1> GCD会自动将队列中的任务取出,放到对应的线程中。
2>而任务的取出,遵循队列的先进先出(FIFO)原则。

GCD中获得串行队列的2种方式:(这里说的都是ARC的情况,非ARC情况不再叙述)
#1.使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_t queue =dispatch_queue_create("queue",0);
//或者
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, 0);
//第一个参数:队列名称,可以使用系统提供的宏或0
//第二个参数:队列属性,它是系统保留字段,写0即可
//创建串行队列时,如果使用系统提供的宏,那么第一个参数和第二个参数是可以互换位置的。即
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
#2.使用主队列
//1.主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
//2.放在主队列中任务,都会放到主线程中执行(可用于线程通信,回到主队列)
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
#然后将任务添加到队列中
//串行队列 + 同步任务:(没有开启子线程)
dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"串行 + 同步 %@",[NSThread currentThread]);
    });
//串行队列 + 异步任务:只开一个线程
 dispatch_async(queue2, ^{
        NSLog(@"串行 + 异步 %@",[NSThread currentThread]);
    });
GCD创建并发队列的两种方式:
#1.系统方法创建并发队列(全局队列)
/*
     dispatch_get_global_queue ( long identifier: 优先级(有四个)
                                 unsigned long flags:系统保留关键字,暂时写0 )
     */
 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
/* 全局并发队列的优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2  // 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0  // 默认(中)
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
一般都用默认的
*/
#2.自己创建一个并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//注意,这里两个参数的位置不能互换
#然后,将任务添加到队列中
//并发 + 同步:不开启子线程
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"并发 + 同步 %@",[NSThread currentThread]);
    });
//并发 + 异步:可以开启子线程(一般同时开启多条线程)
    dispatch_async(queueS, ^{
        NSLog(@"并发 + 异步 %@",[NSThread currentThread]);
    });

看下面这个列表可能会更直观一点

全局并发队列 手动创建串行队列 主队列
同步(sync) 没有开启新线程</br>串行执行任务 没有开启新线程</br>串行执行任务 没有开启新线程</br>串行执行任务
异步(async) 有开启新线程</br>并发执行任务(最常用) 有开启新线程</br>串行执行任务 没有开启新线程</br>串行执行任务

这个列表是参照网上的图写的,可以简单明了的看出串行、并发和同步、异步之间的相互关系而又不至于弄混

线程间通信

上面几种方式都理解后,就可以进行一些简单的线程间的通信,线程间通信其实就是一个线程和另一个线程的数据传输,比如下载图片,回到主线程刷新,这里又一个最最常用的方法:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 //执行耗时的异步操作...
 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 //回到主线程,执行刷新UI操作
      });
 });

简单的通信大致都是按照这个思路走的。

延时执行

意思就是让程序几秒后再执行
首先有一点注意,就是延时执行不要用sleep方法,使用这个方法的话放在主线程卡主线程,放在子线程卡子线程
除了sleep外,还有两种延时执行的方法:

  • 调用NSObject的方法
     [self performSelector:@selector(download:) withObject:@"nil" afterDelay:3.0];
*使用GCD函数
 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"3秒延时执行");
 });
线程锁死

线程锁死的情况发生在串行队列中,先看下面一段代码:

 //调用主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    //在串行队列中创建异步任务(开辟新线程,执行任务)
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作1 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作2 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作3 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作4 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作5 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"123");

最后打印的123相当于调用了主线程
打印结果:


GCD.png

可以看出,使用异步函数执行任务时,它可以先不执行,等主线程的任务执行完毕后,再去执行。再看同步函数:

//调用主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    //在串行队列中创建异步任务(开辟新线程,执行任务)
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作1 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作2 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作3 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作4 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"我是查询操作5 %@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"123");

然后就没有然后了,这里线程就锁死了,因为当使用同步函数执行任务时,同样,需要等主线程任务执行完毕后再执行,但是,它本身就在主线程,而且要当前任务执行完,才能执行下一个,不能像异步函数那样先不执行,这样,就陷入死循环,就造成了线程的锁死,这里的打印结果是出不来的。

队列组的使用

队列的创建使用这个函数:

   //创建一个分组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    //创建一个队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //向分组中添加一个任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"啦啦啦");
    });

队列组有一个特点,就是等所有group里的任务执行完毕后,会调用这个方法:

  dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"最后调用");
    });

关于队列组的使用,可以举一个简单的例子,例如合并图片,对一张图片加水印
所有的代码如下:

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 1.队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    // 2.下载图片1
    __block UIImage *image1 = nil;
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSURL *url1 = [NSURL URLWithString:@"http://img.ekoooo.com/userup/0902/0H00055Y09.jpg"];
        NSData *data1 = [NSData dataWithContentsOfURL:url1];
        image1 = [UIImage imageWithData:data1];
    });
    
    // 3.下载图片2
    __block UIImage *image2 = nil;
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSURL *url2 = [NSURL URLWithString:@"https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/bd_logo1_31bdc765.png"];
        NSData *data2 = [NSData dataWithContentsOfURL:url2];
        image2 = [UIImage imageWithData:data2];
    });
    
    // 4.合并图片 (保证执行完组里面的所有任务之后,再执行notify函数里面的block)
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        // 开启一个位图上下文
        UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image1.size, NO, 0.0);
        
        // 绘制第1张图片
        CGFloat image1W = image1.size.width;
        CGFloat image1H = image1.size.height;
        [image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, image1W, image1H)];
        
        // 绘制第2张图片
        CGFloat image2W = image2.size.width * 0.5;
        CGFloat image2H = image2.size.height * 0.5;
        CGFloat image2Y = image1H - image2H;
        [image2 drawInRect:CGRectMake(150, image2Y - 20 , image2W, image2H )];
        
        // 得到上下文中的图片
        UIImage *fullImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        
        // 结束上下文
        UIGraphicsEndImageContext();
        
        // 5.回到主线程显示图片
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView.image = fullImage;
        });
    });
}

用到了Quartz2D的一些东西,另外因为有网络请求,记得在info.plist下
添加 NSAppTransportSecurity 类型 Dictionary 下
添加NSAllowsArbitraryLoads 类型 Boolean ,值设为 YES
运行效果有点丑,不展示了,水印嘛,想象一下就好,都知道的

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