iOS 多线程 GCD part3:API

Posted 2021-02-09 sundayswift

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了iOS 多线程 GCD part3:API相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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2017.03.05 22:54* 字数 1667 阅读 88评论 0喜欢 1

0. 预备知识

GCD对时间的描述有些新奇

#define NSEC_PER_SEC 1000000000ull

#define NSEC_PER_MSEC 1000000ull

#define USEC_PER_SEC 1000000ull

#define NSEC_PER_USEC 1000ull

MSEC：毫秒

USEC：微秒

NSEC：纳秒

SEC：秒

NSEC_PER_SEC，每秒有多少纳秒

USEC_PER_SEC，每秒有多少毫秒

#define NSEC_PER_SEC 1000000000ull //GCD最常用的时间描述

打现在开始往后5秒

double delayInSeconds = 5.0;

dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t) (delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));1->开始时间,2->延后时间

1. dispatch_group

1.1 dispatch_group_notify

当多个任务在并行队列内无序的进行,需要在多个任务全部完成后立刻开启新任务,那么这时就是需要用到

dispatch_group_async与dispatch_group_notify的组合

dispatch_queue_t coucurrent_queue = dispatch_queue_create("com.pogong.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, coucurrent_queue, ^{

for (int i = 0; i<10; i++) {

NSLog(@"group-01 - %@", [NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_group_async(group, coucurrent_queue, ^{

for (int i = 0; i<10; i++) {

NSLog(@"group-02 - %@", [NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_group_notify(group, coucurrent_queue,^{

NSLog(@"op finish,start new op");

});

1.2 dispatch_group_wait

还是1.1同样的需求:当任务在并行队列内无序的进行,需要在多个任务结束后立刻开启新任务

也可以用dispatch_group_async与dispatch_group_wait的组合来完成

dispatch_queue_t coucurrent_queue = dispatch_queue_create("com.pogong.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, coucurrent_queue, ^{

for (int i = 0; i<10; i++) {

NSLog(@"group-01 - %@", [NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_group_async(group, coucurrent_queue, ^{

for (int i = 0; i<10; i++) {

NSLog(@"group-02 - %@", [NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

NSLog(@"op finish");

只是需要注意的是dispatch_group_wait会阻塞当前线程,或者说GCD的所有带_wait都会阻塞当前线程

dispatch_group_wait的第二参数为超时时间,DISPATCH_TIME_FOREVER代表一直等下去.

也可以将以上dispatch_group_wait代码换成:

int delayInSeconds = 20;

dispatch_time_t cheak_Time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t) (delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));

long res = dispatch_group_wait(group, cheak_Time);

if (res == 0) {

NSLog(@"zc done");

}else{

NSLog(@"zc ing");

}

设置超时时间为20s,

1.group任务提前完成,提前返回

2.按指定时间返回

dispatch_group_wait的返回值为0代表group的任务全部完成,否则就代表任务还在进行中

1.3 dispatch_async+dispatch_group_enter+dispatch_group_leave

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

NSMutableArray * array = [NSMutableArray array];

for (int i=0; i<5000; i++) {

dispatch_group_enter(group);//enter和leave成对出现

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

NSLog(@"add in %@", [NSThread currentThread]);

[array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];

dispatch_group_leave(group);//enter和leave成对出现

});

}

NSLog(@"before wait %@", [NSThread currentThread]);

dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

还是1.1同样的需求:当任务在并行队列内无序的进行,需要在多个任务结束后立刻开启新任务

也可以用dispatch_async+dispatch_group_enter+dispatch_group_leaver的组合来完成

2.dispatch_after

double delayInSeconds = 5.0;

dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t) (delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));

dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"zc after");

});

dispatch_after的用法如上方代码,就不多说了

3.信号量dispatch_semaphore

首先介绍一下信号量(semaphore)的概念。信号量是持有计数的信号，不过这么解释等于没解释。我们举个生活中的例子来看看。

假设有一个房子，它对应进程的概念，房子里的人就对应着线程。一个进程可以包括多个线程。这个房子(进程)有很多资源，比如花园、客厅等，是所有人(线程)共享的。

但是有些地方，比如卧室，最多只有两个人能进去睡觉。怎么办呢，在卧室门口挂上两把钥匙。进去的人(线程)拿着钥匙进去，没有钥匙就不能进去，出来的时候把钥匙放回门口。

这时候，门口的钥匙数量就称为信号量(Semaphore)。很明显，信号量为0时需要等待，信号量不为零时，减去1而且不等待。

此段描述完全摘自:bestswifer iOS多线程编程——GCD与NSOperation总结

3.1 多线程资源单一占用

dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(1);

NSMutableArray * muArr = [NSMutableArray array];

for (int i = 0; i< 1000; i++) {

dispatch_async(q, ^{

dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);

[muArr addObject:@(i)];

NSLog(@"%d",i);

dispatch_semaphore_signal(sem);

});

}

dispatch_semaphore_create,创建一个信号量为1的信号

dispatch_semaphore_wait,只有信号量大于0才能通过dispatch_semaphore_wait,通过的同时信号量减1

dispatch_semaphore_signal,信号量加1

3.2 超时显示

- (void)downloadFile

{

_semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://baobab.wdjcdn.com/14525705791193.mp4"] cachePolicy:1 timeoutInterval:30];

[[self.session downloadTaskWithRequest:request] resume];

double delayInSeconds = 5.0;

dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t) (delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));

NSLog(@"zc wait");

long res = dispatch_semaphore_wait(_semaphore, popTime);

if (res) {

NSLog(@"zc timed out");

}else{

NSLog(@"zc timed in");

}

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location

{

dispatch_semaphore_signal(_semaphore);

NSLog(@"zc done");

}

还是那句所有GCD带_wait函数都会阻塞当前线程

开始下载创建信号,

下载成功,增加信号量,

任务提前完成,提前返回

按指定时间返回

dispatch_semaphore_wait的返回值为0代表任务完成,否则就代表任务还在进行中

3.3 dispatch_semaphore_wait超时时间的理解

overTime不是调用dispatch_semaphore_wait后等待的时间,而是信号量创建后的时间

-(void)overTimeTest{

dispatch_semaphore_t signal = dispatch_semaphore_create(0);

double delayInSeconds = 5.0;

dispatch_time_t overTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t) (delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

NSLog(@"1 start wait");

dispatch_semaphore_wait(signal, overTime);

NSLog(@"需要线程同步的操作1 开始");

dispatch_semaphore_signal(signal);

});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

sleep(3);

NSLog(@"2 start wait");

dispatch_semaphore_wait(signal, overTime);

NSLog(@"需要线程同步的操作2");

dispatch_semaphore_signal(signal);

});

}

以上两个block内的dispatch_semaphore_wait调用相差3秒,但执行dispatch_semaphore_wait却是同时的.

4.dispatch_barrier_async

多个线程对内存中的数组或是字典进行读的操作是OK,

但如果多个线程对内存中的数组或是字典进行读+写的操作,就会有问题

NSMutableArray * muArr = [NSMutableArray array];

[muArr addObject:@"1"];

[muArr addObject:@"2"];

[muArr addObject:@"3"];

dispatch_queue_t con_queue = dispatch_queue_create("com.pogong.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(con_queue, ^{

NSLog(@"%@",muArr);

});

dispatch_async(con_queue, ^{

NSLog(@"%@",muArr);

});

dispatch_barrier_async(con_queue, ^{

NSLog(@"add add add");

[muArr addObject:@"4"];

});

dispatch_async(con_queue, ^{

NSLog(@"%@",muArr);

});

dispatch_async(con_queue, ^{

NSLog(@"%@",muArr);

});

dispatch_barrier_async很好解决了多线程读写安全进行的问题,

在原有的多线程执行时,加入一个dispatch_barrier_async,

会像有栅栏一样挡住多线程执行,而先执行dispatch_barrier_async,

在执行完dispatch_barrier_async之后,再继续多线程的操作

5. dispatch_source

Dispatch Source用于监听系统的底层对象，比如文件描述符，Mach端口，信号量等。主要处理的事件如下表

DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD 数据增加

DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR 数据OR

DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND Mach端口发送

DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV Mach端口接收

DISPATCH_SOURCE_TYPE_MEMORYPRESSURE 内存情况

DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC 进程事件

DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 读数据

DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL 信号

DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 定时器

DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE 文件系统变化

DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE 文件写入

方法

dispatch_source_create：创建dispatch source，创建后会处于挂起状态进行事件接收，需要设置事件处理handler进行事件处理。

dispatch_source_set_event_handler：设置事件处理handler

dispatch_source_set_cancel_handler：事件取消handler，就是在dispatch source释放前做些清理的事。

dispatch_source_cancel：关闭dispatch source，这样后续触发的事件时不去调用对应的事件处理handler，但已经在执行的handler不会被取消.

5.1 dispatch_source_set_timer

UITableView在被拖拽时NSTimer就不起作用了

必须加[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:anyTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];

而dispatch source timer与runloop是没有关系的,所以可以放心使用

dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,0, 0, DISPATCH_TARGET_QUEUE_DEFAULT);

dispatch_source_set_event_handler(source, ^(){

NSLog(@"sourceTimer Time log");

});

dispatch_source_set_timer(source, DISPATCH_TIME_NOW,5*NSEC_PER_SEC,1*NSEC_PER_SEC);//1->源,2->开始时间,3->间隔时间,4->误差秒数

_source = source;

dispatch_resume(_source);

5.2 文件监听

监视文件夹内文件变化

NSURL * directoryURL = [NSURL URLWithString:_path]; // assume this is set to a directory

int const fd = open([[directoryURL path] fileSystemRepresentation], O_EVTONLY);

if (fd < 0) {

char buffer[80];

strerror_r(errno, buffer, sizeof(buffer));

NSLog(@"Unable to open "%@": %s (%d)", [directoryURL path], buffer, errno);

return;

}

dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE, fd,

DISPATCH_VNODE_WRITE | DISPATCH_VNODE_DELETE, DISPATCH_TARGET_QUEUE_DEFAULT);

dispatch_source_set_event_handler(source, ^(){

unsigned long const data = dispatch_source_get_data(source);

if (data & DISPATCH_VNODE_WRITE) {

NSLog(@"The directory changed.");

}

if (data & DISPATCH_VNODE_DELETE) {

NSLog(@"The directory has been deleted.");

}

});

dispatch_source_set_cancel_handler(source, ^(){

close(fd);

});

_source = source;

dispatch_resume(_source);

还要注意需要用DISPATCH_VNODE_DELETE去检查监视的文件或文件夹是否被删除，如果删除了就停止监听

6. dispathc_once

dispathc_once函数可以确保某个 block 在应用程序执行的过程中只被处理一次，而且它是线程安全的。所以单例模式可以很简单的实现,写单例必备

+ (Manager *)sharedInstance {

static Manager *sharedManagerInstance = nil;

static dispatch_once_t once;

dispatch_once($once, ^{

sharedManagerInstance = [[Manager alloc] init];

});

return sharedManagerInstance;

}

7. dispathc_apply

7.1 并行队列完成任务,开启新任务

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {

NSLog(@"%d ",index);

});

NSLog(@"done");

打印结果为:

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42894] 0

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42937] 3

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42940] 2

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42894] 4

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42894] 5

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42938] 1

2017-03-04 21:40:43.455 GCDTrain[1289:42894] 8

2017-03-04 21:40:43.454 GCDTrain[1289:42940] 6

2017-03-04 21:40:43.455 GCDTrain[1289:42937] 7

2017-03-04 21:40:43.455 GCDTrain[1289:42938] 9

2017-03-04 21:40:43.455 GCDTrain[1289:42894] done

所以这又是一种对多线程无序的限定的API,dispatch_applyblock内的所有任务被执行完之后才会执行后面的代码,当然dispatch_apply与前面提到的所有带_wait的API一样都是阻塞当前线程的

dispatch_apply与带_wait的API也有不同,dispatch_apply比较适合做些重复的+执行次数确定的任务

7.2 防止开启线程过多

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

for (int i = 0; i < 999; i++){

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);

});

}

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_apply(999, queue, ^(size_t i){

NSLog(@"%d,%@",i,[NSThread currentThread]);

});

看两份代码的打印结果可知道,不用dispatch_apply的并行+异步会开启许多线程,而我们已经知道:「使用太多线程会导致消耗大量内存」,所以在这种场景下应该使用dispatch_apply

8.dispatch_set_target_queue

8.1dispatch_set_target_queue可以设置queue的优先级

dispatch_queue_create创建队列的优先级跟global dispatch queue的默认优先级一样，假如我们需要设置队列的优先级，可以通过dispatch_set_target_queue方法

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.pogong.www", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH,0);

dispatch_set_target_queue(serialQueue, globalQueue);

//这样serialQueue的优先级和globalQueue的优先级一样

8.2 定义队列层级关系

将多个队列用dispatch_set_target_queue设置为某个串行队列的下属队列,可以防止并行执行

加队列层级关系

dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_queue_create("target_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("queue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("queue2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_set_target_queue(queue1, targetQueue);//加层级关系

dispatch_set_target_queue(queue2, targetQueue);//加层级关系

dispatch_async(queue1, ^{

NSLog(@"do job1");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job2");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job3");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job4");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job5");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job6");

});

2017-03-04 22:07:40.723 GCDTrain[1400:51089] do job1

2017-03-04 22:07:40.723 GCDTrain[1400:51089] do job2

2017-03-04 22:07:40.724 GCDTrain[1400:51089] do job3

2017-03-04 22:07:40.724 GCDTrain[1400:51089] do job4

2017-03-04 22:07:40.724 GCDTrain[1400:51089] do job5

2017-03-04 22:07:40.725 GCDTrain[1400:51089] do job6

不加队列层级关系

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("queue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("queue2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue1, ^{

NSLog(@"do job1");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job2");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job3");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job4");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job5");

});

dispatch_async(queue2, ^{

NSLog(@"do job6");

});

2017-03-04 22:01:04.781 GCDTrain[1365:48597] do job2

2017-03-04 22:01:04.781 GCDTrain[1365:48598] do job1

2017-03-04 22:01:04.781 GCDTrain[1365:48599] do job3

2017-03-04 22:01:04.781 GCDTrain[1365:48609] do job5

2017-03-04 22:01:04.781 GCDTrain[1365:48608] do job4

2017-03-04 22:01:04.782 GCDTrain[1365:48597] do job6

打印结果一目了然

9. dispatch IO

在书上,在别人的文章里对dispatch IO都是一段引用苹果官方的代码,跑不起来,自己真会用了再说

10. 未完待续

还有很多API并未见过介绍,所以.....

文章参考:

Objective-C高级编程:iOS与OS X多线程和内存管理

bestswifer iOS多线程编程——GCD与NSOperation总结

戴铭细说GCD如何用

写在最前面：
转自：https://blog.csdn.net/wpeng20125/article/details/73650569
对原文作了下排版利于理解，也感谢原文作者为我们说明这个函数

dispatch_time_t 类型，它的创建有两个函数

1. dispatch_time(<#dispatch_time_t when#>, <#int64_t delta#>)
  第一个参数是从什么时间开始,一般直接传
  DISPATCH_TIME_NOW表示从现在开始
  第二个参数表示具体的时间长度(不能直接传 int 或 float), 可以写成这种形式 (int64_t)3* NSEC_PER_SEC

        #define NSEC_PER_MSEC 1000000ull    每毫秒有1000000纳秒
        #define USEC_PER_SEC 1000000ull     每秒有1000000微秒
        #define NSEC_PER_USEC 1000ull       每微秒有1000纳秒

注意 delta 的单位是纳秒!
1秒的写作方式可以是 1* NSEC_PER_SEC; 1000* NSEC_PER_MSEC或 USEC_PER_SEC* NSEC_PER_USEC

2.dispatch_walltime(<#const struct timespec * _Nullable when#>, <#int64_t delta#>),
第一个参数是一个结构体, 创建的是一个绝对的时间点,比如 2016年10月10日8点30分30秒, 如果你不需要自某一个特定的时刻开始,可以传 NUll,表示自动获取当前时区的当前时间作为开始时刻, 第二参数意义同第一个函数
dispatch_time_t time = dispatch_walltime(NULL, 5* NSEC_PER_SEC);

两个函数的不同
例如:
从现在开始,1小时之后是触发某个事件

使用第一个函数创建的是一个相对的时间,第一个参数开始时间参考的是当前系统的时钟,当 device 进入休眠之后,系统的时钟也会进入休眠状态, 第一个函数同样被挂起; 假如 device 在第一个函数开始执行后10分钟进入了休眠状态,那么这个函数同时也会停止执行,当你再次唤醒 device 之后,该函数同时被唤醒,但是事件的触发就变成了从唤醒 device 的时刻开始,1小时之后.

而第二个函数则不同,他创建的是一个绝对的时间点,一旦创建就表示从这个时间点开始,1小时之后触发事件,假如 device 休眠了10分钟,当再次唤醒 device 的时候,计算时间间隔的时间起点还是,开始时就设置的那个时间点, 而不会受到 device 是否进入休眠影响

作者：zcc_ios
链接：https://www.jianshu.com/p/9e2c363a09e2
來源：简书
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以上是关于iOS 多线程 GCD part3:API的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

iOS多线程编程（四）------ GCD（Grand Central Dispatch）