关于多线程之GCD的一些学习要点

Posted 2020-07-27 日月哥哥

GCD是当前多线程使用最方便的，也是使用比较多的。

学习GCD主要集中在一下几点：

一、队列，同步，异步

1.主队列：dispatch_get_main_queue();

2.串行队列：dispatch_queue_create("queue", 0);

3.并行队列：dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

4.同步，异步就不需要再多说什么。

 

对上面关键词的一些解释：

主队列：主队列只能使用异步来执行队列中的任务，使用同步的话会造成死循环。同时执行任务的时候是在主线程中执行的。

串行队列：（1）、添加到串行队列中的任务是一个接着一个执行的，也就是当上一个任务执行完之后才开始下一个任务；

                        但是可以创建多个串行队列，每个串行队列之间是相互独立的，可以并发执行。

              （2）、如果用同步执行的话就是在当前线程上执行；

              （3）、如果用异步执行的话就是新开辟一个线程执行。

并行队列：（1）、添加到并行队列中的任务可以并发启动，启动顺序仍然是一个接着一个，但是后者可以不等前者执行完就可以开始执行。

                        并行队列也可以创建多个，各个之间也是相互独立，并发执行的。

              （2）、如果用同步执行的话就是在当前线程上执行；

              （3）、如果用异步执行的话就是新开辟一个线程执行。

            

二、经常用到的地方

1.任务执行完毕之后再进行一些操作

2.只执行一次

3.延时操作

 

对上面用处的一些解释：

（1）、任务执行完毕之后再进行一些操作，如果是一些简单的操作可以直接使用串行队列实现。但是一些比较费时的操作就需要用到队列组了。

    //1.创建一个队列组
        dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //2.开启一个任务1
    dispatch_group_async(group, global_quque, ^{
 
    });
    
    //3.开启一个任务2
    dispatch_group_async(group, global_quque, ^{

       });
    
   //4.等group中的所有任务都执行完毕, 再回到主线程执行其他操作
    dispatch_group_notify(group,main_queue, ^{
     });
    

 

（2）、只执行一次

          static dispatch_once_t onceToken;

          dispatch_once(&onceToken, ^{

          // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)

});

 

（3）、延时操作

          dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

          //延迟执行的方法

    });

 

（4）、暂停和恢复队列中的任务

dispatch_suspend和dispatch_resume

我们知道NSOperationQueue有暂停(suspend)和恢复(resume)。其实GCD中的队列也有类似的功能。用法也非常简单：

dispatch_suspend(queue) //暂停某个队列  

dispatch_resume(queue)  //恢复某个队列  

这些函数不会影响到队列中已经执行的任务，队列暂停后，已经添加到队列中但还没有执行的任务不会执行，直到队列被恢复。

 

（5）、承上启下

dispatch_async(queue, block1_for_reading)  

dispatch_async(queue, block2_for_reading)

 

dispatch_barrier_async(queue, block_for_writing)

 

dispatch_async(queue, block3_for_reading)  

dispatch_async(queue, block4_for_reading)  

dispatch_barrier_async 会把并行队列的运行周期分为这三个过程：

1. 首先等目前追加到并行队列中所有任务都执行完成
2. 开始执行 dispatch_barrier_async 中的任务，这时候即使向并行队列提交任务，也不会执行
3. dispatch_barrier_async 中的任务执行完成后，并行队列恢复正常。

总的来说，dispatch_barrier_async 起到了“承上启下”的作用。它保证此前的任务都先于自己执行，此后的任务也迟于自己执行。正如barrier的含义一样，它起到了一个栅栏、或是分水岭的作用。

这样一来，使用并行队列和 dispatc_barrier_async 方法，就可以高效的进行数据和文件读写了。

 

（6）、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。

在GCD中，创建信号量的语法如下：

var semaphore = dispatch_semaphore_create(2)  

这句代码通过 dispatch_semaphore_create 方法创建一个信号量并设置初始值为 2。然后就可以调用 dispatch_semaphore_wait 方法了。

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)  

dispatch_semaphore_wait 方法表示一直等待直到信号量的值大于等于 1，当这个方法执行后，会把第一个信号量参数的值减 1。

第二个参数是一个 dispatch_time_t 类型的时间，它表示这个方法最大的等待时间。这在第一章中已经讲过，比如 DISPATCH_TIME_FOREVER 表示永久等待。

返回值也和 dispatch_group_wait 方法一样，返回 0 表示在规定的等待时间内第一个参数信号量的值已经大于等于 1，否则表示已超过规定等待时间，但信号量的值还是 0。

dispatch_semaphore_wait 方法返回 0，因为此时的信号量的值大于等于一，任务获得了可以执行的权限。这时候我们就可以安全的执行需要进行排他控制的任务了。

任务结束时还需要调用 dispatch_semaphore_signal() 方法，将信号量的值加 1。这类似于之前所说的，从卧室出来要把锁放回门上，否则后来的人就无法进入了。

我们来看一个完整的例子：

var semaphore = dispatch_semaphore_create(1)  

let queue = dispatch_queue_create("com.gcd.kt", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)  

var array: [Int] = []

 

for i in 1...100000 {  

    dispatch_async(queue, { () -> Void in

        /*

            某个线程执行到这里，如果信号量值为1，那么wait方法返回1，开始执行接下来的操作。

            与此同时，因为信号量变为0，其它执行到这里的线程都必须等待

        */

        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)

 

        /*

            执行了wait方法后，信号量的值变成了0。可以进行接下来的操作。

            这时候其它线程都得等待wait方法返回。

            可以对array修改的线程在任意时刻都只有一个，可以安全的修改array

        */

        array.append(i)

 

        /*

            排他操作执行结束，记得要调用signal方法，把信号量的值加1。

            这样，如果有别的线程在等待wait函数返回，就由最先等待的线程执行。

        */

        dispatch_semaphore_signal(semaphore)

    })

}

 

总结：

1、常用的延时操作：

    （1）    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

          //延迟执行的方法

    });

    （2）   [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:1.0];

2、回到主线程的操作：

    （1）    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

               // 回到主线程,执?UI刷新操作 });

    （2）    [self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];