iOS 多线程

因为什么,我最新重新学习了多线程的知识,顺便总结一下。

首先,为什么要使用多线程,在iOS中我们希望主线程可以快速地响应用户操作,不能停止对用户操作的监听,这就需要其他线程来替主线程执行一些非响应用户操作并且可能耗时的任务。否则,如果让主线程来执行耗时的操作,比如从网络上获取数据,只有这个获取数据的任务结束,主线程才可以继续响应用户操作,这段时间主线程就被阻塞了,这就是我们不愿意看到的。

一次面试被问道线程和进程的区别,笔画的半天也没有说清楚。 苹果官方解释:

The term thread is usedtorefertoaseparate pathofexecutionforcode.

线程用于指代一个独立执行的代码路径。

The termprocessis usedtorefertoarunning executable, which can encompass multiple threads.

进程用于指代一个可执行程序,他可以包含多个线程。

线程和进程的区别:??? 发现还是不能用自己的话表达出来,哦哦。继续学习。

iOS多线程有三种技术:NSThread NSOperation  GCD

GCD(Grand Central Dispatch)

GCD现在在项目中使用的较多,我们可以不用考虑线程安全,不用考虑线程相关的操作,你只需要想清楚任务的执行方法(同步还是异步)和队列的运行方式(串行还是并行)就可以,但是GCD不提供cancel方法,如果你的需求需要cancel就必须考虑其他的方案。

dispatch_queue dispatch_group_t

GCD提供至少5种队列:全局队列4个 主队列 自定义队列(可以创建串行队列 和并行队列)

GCD 提供有dispatch queues来处理代码块,这些队列管理你提供给 GCD 的任务并用 FIFO 顺序执行这些任务。 所有的调度队列(dispatch queues)自身都是线程安全的,你能从多个线程并行的访问它们。  

GCD提供 创建一个队列

dispatch_queue_t my_queue = dispatch_queue_create("com.open.js",NULL);

自定义队列的第一个参数用于表示一个队列,DISPATCH_QUEUE_SERIAL或者NULL表示创建一个串行队列,DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示创建一个并行队列.

以下用一段代码说明:GCD中的异步,全局队列,主队列,group等相关用法。

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 1.

__block NSError *error;

dispatch_group_t downloadGroup = dispatch_group_create(); // 2.

dispatch_group_enter(downloadGroup); // 3.

Photo *photo = [[Photo alloc] initwithURL:url

withCompletionBlock:^(UIImage *image, NSError *_error) {

if (_error) {

error = _error;}

dispatch_group_leave(downloadGroup);

}];

[[PhotoManager sharedManager] addPhoto:photo];

}

// a.

dispatch_group_wait(downloadGroup, DISPATCH_TIME_FOREVER); // 4.

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 5.

if (completionBlock) {

completionBlock(error);

}

});

dispatch_group_notify(downloadGroup, dispatch_get_main_queue(), ^{ //5.

if (completionBlock) {

completionBlock(error);

}

});

以上代码开始创建一个group,等group内任务全部完成后回调主线程使用GCD的写法.

1.由于dispatch_group_wait会一个阻塞线程,所以要加入一个异步线程,

2.创建一个dispatch_group_t

3.手动通知dipatch_group已经开始,必须保证dispatch_group_enter和dispatch_group_level配对使用

4. dispatch_group_wait一直等待直到成功,参数可以设置等待时间,目前是永远等待

5.成功之后回调主线程,继续执行相关工作

6. 其中a.一直等待直到成功后异步回调主线程。b.group内任务完成后通过dispatch_group_notify回调主线程。多使用b方法.

GCD中有2个异步的API

void dispatch_async(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_t block);

void dispatch_async_f(dispatch_queue_tqueue,void*context, dispatch_function_t work);

他们都是将一个任务提交到queue中,提交之后立即返回,不等待任务的的执行。提交之后,系统会对queue做retain操作,任务执行完成之后,queue再被release。两个函数实际的功能是一样的,唯一的区别在于dispatch_async接受block作为参数,dispatch_async_f接受函数。

使用dispatch_async的时候block会被copy,在block执行完成之后block再release,由于是系统持有block,所以不用担心循环引用的问题,block里面的self不需要weak

在dispatch_async_f中,context会作为第一个参数传给work函数。如果work不需要参数,context可以传入NULL。work参数不能传入NULL,否则可能发生无法预料的事儿

同样GCD提供2个同步api,调用方法只是把async换为sync即可。

另外比较常用的几个  dispatch_once  dispatch_after  dispatch_barriers(可以用来解决读写锁问题)

NSOperation & NSOperationQueue

NSOperation可以通过调用start方法同步地执行相应的任务,不过通常NSOprtaion都是配合NSOPerationQueue来使用的,NSOperationQueue可以看作是一种高级的dispatch queue,将NSOperation加入到queue中,queue会自动异步的执行该NSOperation.

我们通常情况下使用GCD较多,但是我们没法取消block内的任务,这时候就需要使用NSOperation实现异步。NSOperation可以提供cancel,设置最大并发数,任务的暂停继续,设置队列优先级,设置任务的依赖关系等。

如果并发的任务是异步任务时,你需要的是继承NSOperation并至少实现start、isExecuting和isFinished方法,其中isExecuting跟isFinished两个属性值的改变需要做KVO通知。

[operation cancel]; // 取消一个任务

[queuecancelAllOperations];// 取消queue中所有的任务

queue.maxConcurrentOperationCount =2;//设置并发数目为2

[queue setSuspended:YES];// 暂停队列运行任务

[queue setSuspended:NO];// 继续


NSThread

对于NSThread来说,每个对象就代表着一个线程。NSThread提供两种创建方法:

+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selectortoTarget:(id)targetwithObject:(nullableid)argument;

-(instancetype)initWithTarget:(id)targetselector:(SEL)selectorobject:(nullableid)argumentNS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

detach方法直接创建并启动一个线程去Selector,由于没有返回值,如果需要获取新创建的Thread,需要在执行的Selector中调用[NSThread currentThread]获取

init方法初始化线程并返回,线程的入口函数由Selector传入。线程创建出来之后需要手动调用-start方法启动.

创建好线程只后可以对线程进行操作,NSThread给线程提供的主要操作方法有:启动,睡眠,取消和退出。

线程操作

我们使用init方法初始化的方法并不会启动线程,需要我们手动调-start方法启动线程:

-(void)start NS_AVAILABLE(10_5,2_0);

NSThread提供了2个让线程睡眠的方法,一个是根据NSDate传入睡眠时间,一个是直接传入NSTimeInterval

+ (void)sleepUntilDate:(NSDate*)date;

+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

对于线程的取消,NSThread提供了一个取消的方法和一个属性

@property(readonly, getter=isCancelled)BOOL cancelled;

- (void)cancel NS_AVAILABLE(10_5,2_0);

不过调用-cancel方法并不会立刻取消线程,它仅仅是将cancelled属性设置为YES。cancelled也仅仅是一个用于记录状态的属性。线程取消的功能需要我们在main函数中自己实现。要实现取消的功能,我们需要自己在线程的main函数中定期检查isCancelled状态来判断线程是否需要退出,当isCancelled为YES的时候,我们手动退出。如果没有在main函数中检查isCancelled状态,那么调用-cancel将没有任何意义。

与充满不确定性的-cancel相比,-exit函数可以让线程立即退出。但是exit方法会立即终止线程,即使线程中有没有终止的任务,所以要慎用。

+ (void)exit;

线程交互
线程准备好之后,经常需要从主线程把耗时的任务丢给辅助线程,当任务完成之后辅助线程再把结果传回主线程传,这些线程通讯一般用的都是perform方法。望文生义就可以知道这些方法的用途了。

//①-(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullableNSArray *)array;

//②-(void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

//③-(void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread*)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullableNSArray *)array NS_AVAILABLE(10_5,2_0);

//④-(void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread*)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait NS_AVAILABLE(10_5,2_0);

三者的优缺点

三者的使用场景

使用一个项目说明以上相关内容,实践出真理。

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