iOS开发系列-多线程之GCD扫盲篇

1.概念相关

  • 1.1 GCD(Grand Central Dispatch)是基于C语言开发的多线程开发技术(其它多线程技术后面再续),完全面向过程,使用起来也是最简单的,主要是适应当今多核并行运算需求下提出的一套解决方案。比如说在智能手机刚问世的那个年代,打开手机QQ,当此时有了其它应用需要被启动的时候,此时必须把QQ关掉才能打开你想要启动的应用。所以在这种需求背景下,伟大的GCD技术应运而生;

  • 1.2 队列,遵循先进先出原则(FIFO),GCD提供的队列有:串行队列、并行队列、主队列、全局队列;

  • 1.3 队列特点:

    • 串行队列SerialQueue:只有一个线程,按加入队列先后顺序执行;
    • 并行队列ConcurrentQueue:有多个线程,同时执行,不等待;
    • 主队列MainQueue: 一定在线程中执行,
    • 全局队列GlobalQueue:有多个线程,同时执行,不等待;
  • 1.4 任务执行方式与特征:

    • 同步执行Sync:当前线程+等待上一个任务完成再执行当前任务。
    • 异步执行Async:子线程+同时执行每一个子线程的任务。

2.队列任务组合方式

  • 2.1 组合方式:

    • 并行队列 + 异步执行 = 多个任务同时执行 + 子线程执行;
    • 串行队列 + 异步执行 = 多个任务顺序执行 + 子线程执行;
    • 全局队列 + 异步执行 -> 子线程执行+同时执行
    • 主队列 + 异步执行 -> 回到主线程方式二
    • 串行队列 + 同步执行(很少使用) = 任务顺序执行 + 主线程执行
    • 并行队列 + 同步执行(不用该组合) = 任务顺序执行 + 主线程执行
    • 主队列 + 同步执行 -> 死锁(两个任务处于相互等待)
  • 2.2 demo演示:

    • 并行队列 + 异步执行:


      并行队列 + 异步执行.png

      并行队列 + 异步执行log.png
    • 串行队列 + 异步执行:


      串行队列 + 异步执行.png
串行队列 + 异步执行log.png
  • 全局队列 + 异步执行:


    全局队列 + 异步执行.png
全局队列 + 异步执行log.png
  • 主队列 + 异步执行:


    主队列 + 异步执行.png
主队列 + 异步执行log.png
  • 串行队列 + 同步执行:


    串行队列 + 同步执行.png
串行队列 + 同步执行log.png
  • 并行队列 + 同步执行:


    并行队列 + 同步执行.png
并行队列 + 同步执行log.png
  • 主队列 + 同步执行:


    主队列 + 同步执行.png
主队列 + 同步执行log(死锁).png

3.其它API

  • 3.1 dispatch_set_target_queue: 我们都知道队列都是有优先级的,当不设置优先级的时候,系统都采用了默认优先级的线程,当如果在某处想修改优先级的话就需要用到 dispatch_set_target_queue,使用方法如下:
dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("com.helloWorld", NULL);
dispatch_queue_t myGlobalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
dispatch_set_target_queue(mySerialQueue, myGlobalQueue);// 第一个参数为需要修改优先级的队列,第二个为需要修改成什么样的队列
// 注意:第一个参数不可使用全局队列与主队列
  • 3.2 dispatch_after : 顾名思义就是指定时间后执行某个任务,说白了就是睡一段时间,使用方法如下:
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3ull * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{
       
        NSLog(@"hello world");
    });
  • 3.3 dispatch_group :在该队列中多个任务完成后需要执行某个任务时,可以用group
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"0");
    });
dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"game over");
    });
执行结果如下:
0
1
2
game over
  • 3.4 dispatch_barrier : 主要用来处理“数据竞争”问题,当有多个线程同时需要读写某个数据的时候,为了防止获取到的数据是一个旧数据,可用此解决。如果在下面代码,当想在reading2后修改某个数据,此时正确姿势应该使用dispatch_barrier来保证
    reading2后面读取到的是最新数据:
dispatch_queue_t myConcurrentQueue = dispatch_queue_create("com.barrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading0");
});
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading1");
});
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading2");
});
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading3");
});

// 为保证读写的正确性,应在需要修改的代码插入dispatch_barrier,如下:
dispatch_queue_t myConcurrentQueue = dispatch_queue_create("com.barrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading0");
});
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading1");
});
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading2");
});
dispatch_barrier_async(myConcurrentQueue, ^{
        NSLog(@"writing");
    });
dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
    NSLog(@"reading3");
});

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