多线程简介及GCD的使用

Posted 2020-07-07 24桥明月夜

多线程简介:       

对于任意一个ios应用，程序运行起来后，默认会产生一个主线程（MainThread），主线程专门用来处理UIKit对象的操作，如界面的显示与更新、处理用户事件触发的操作等等。（记忆这点，所有与UI相关的操作都要在主线程中进行)

对于一个App应用来说，之所以需要引入多个线程，很大程度上是由于有一些操作是非常耗时的，例如：发送网络请求并等待服务器的响应，这种耗时操作是不能 够放在主线程中进行操作的，因为在等待的时间内，主线程被使用，用户是不能做任何交互动作的，因而会极大影响用户体验。对于耗时的操作，需要再另外创建一 个线程，放到后台处理，当处理完成得到结果后，再返回主线程去设置UI界面，这就涉及到线程间通信的相关知识。

那什么是GCD呢?

GCD（Grand Central Dispatch）技术，苹果首先应用于OSX中，随后在iOS中也引入了GCD技术。特别是苹果手机把CPU升级为多核后，GCD的使用变得更加广泛和 重要。相比于NSThread， GCD中已经完全屏蔽了有关线程的概念，而是引入了任务和队列，把任务放到队列中执行，制定任务和队列的类型，有关线程管理的事务完全交由GCD来处理， 大大简化了多任务开发的难度。在GCD中，程序员已经不再需要去关心有关线程的操作（如：线程创建、线程销毁、线程调度），而是引入了任务和队列两个核心概念。

由于GCD对线程管理进行了封装，因此，当工程师使用GCD时，只需要把任务（通常封装在一个block中）添加到一个队列中执行，有关线程调度的工作，完全交由GCD完成。

在使用GCD处理多任务执行时，只要按照如下步骤执行即可，

• 在block中定义需要执行的任务内容；
• 把任务添加到队列queue中

GCD对队列中的任务，按照“先进先出”的原则，根据任务添加到队列的顺序来对队列进行处理，GCD会根据任务和队列的类型，自动在多个线程之间分配工作。

GCD中，队列是一个重要概念。系统提供了若干预定义的队列，其中包括可以获取应用程序的主队列（任务始终在主线程上执行，UI操作需要在主队列中完成）。

GCD队列严格按照“先进先出”的原则，添加到GCD队列中的任务，始终会按照加入队列的顺序被执行。

GCD中最常见的是串行队列和并行队列:

1. 并行队列：并行队列中的任务可以在多个线程之间分配执行，分配的原则由GCD控制，因此，并行队列中的任务，虽然分配执行时按照先进先出进行分配的，但由于各个任务被分配到不同的线程执行，因此其完成时间有可能不同，即：后分配的任务有可能先执行完成；并发队列一定需要和异步执行的任务(使用 dispatch_async())结合起来使用才有意义。
2. 串行队列：串行队列中的任务是按照顺序一个一个完成的，当一个任务完成后，才去执行下一个任务；因此，串行队列对应一个线程执行。
3. 主队列：主队列也是一个串行队列，主队列中的任务都在主线程中执行。

接下来用代码来清晰的展示GCD的功能.

 1     //CGD以队列的形式进行操作的,特点:"先进先出"
 2 #pragma mark - 使用GCD去创建一个串行队列
 3     //第一种:系统提供的创建串行队列的方法(主线程main)
 4     dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
 5     //真正的开发中如果需要创建串行队列,比较习惯用这种
 6     //第二种:自己去创建(串行队列:SERIAL)
 7     //参数一:是系统提供的一个宏
 8     //参数二:是系统的保留字段
 9     //两个参数的位置没有严格的限定,只要写这个两个参数即可
10     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, 0);
11     
12 #pragma mark - 使用GCD创建并行队列
13 //第一种方式(全局并行队列)
14     //参数一:优先级(有四个,没有明显的区别)
15     //参数二:系统保留字段
16     dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
17     //第二种方式:自己创建的
18     //参数一:表示你这个队列的一个名字
19     //参数二:系统提供的宏
20     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
21     //有队列的,是根据队列去创建子线程,是没有固定顺序的,随机执行,下面创建5个子线程添加到并行队列中,运行可以看出,执行是没有固定顺序的.
22     dispatch_async(queue, ^{
23         NSLog(@"111%@, 111%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
24     });
25     
26     dispatch_async(queue, ^{
27         NSLog(@"222%@, 222%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
28     });
29     
30     dispatch_async(queue, ^{
31         NSLog(@"333%@, 333%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
32     });
33     
34     dispatch_async(queue, ^{
35         NSLog(@"444%@, 444%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
36     });
37     
38     dispatch_async(queue, ^{
39         NSLog(@"555%@, 555%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
40     });
41     
42 #pragma mark - 几秒之后去做每一件事
43     //延时队列
44     dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0*NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
45         NSLog(@"3.0秒之后");
46     });
47 
48 #pragma mark - 重复往一个队列中添加多个任务
49     //还是创建一个并行队列(CONCURRENT:并行,与最上面介绍的串行相对应)
50     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
51     //添加多个任务
52     //参数一:任务的数量(重复执行100次)
53     //参数二:队列名,可以随便起个名,这里我就起名index
54     dispatch_apply(100, queue, ^(size_t index) {
55         NSLog(@"%ld", index);
56     });
57     
58 #pragma mark - 分组group
59     //创建一个分组(为了是安插监听函数)
60     dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
61     //创建一个并行队列
62     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
63     //创建任务一
64     dispatch_group_async(group, queue, ^{
65         NSLog(@"我是任务一");
66     });
67     dispatch_group_async(group, queue, ^{
68         NSLog(@"我是任务二");
69     });
70     
71     //任务监管的函数,监听所有执行任务的执行情况的,必须放在所有任务的最下方
72     dispatch_group_notify(group, queue, ^{
73         NSLog(@"我是监考官");
74     });

GCD串行,并行