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本文用來介紹 iOS 多線程中 GCD 的相關(guān)知識以及使用方法拐袜。這大概是史上最詳細巫糙、清晰的關(guān)于 GCD 的詳細講解+總結(jié)的文章了屎鳍。通過本文梢为,您將了解到:
1. GCD 簡介
2. GCD 任務(wù)和隊列
3. GCD 的使用步驟
4. GCD 的基本使用(6種不同組合區(qū)別)
5. GCD 線程間的通信
6. GCD 的其他方法(柵欄方法:dispatch_barrier_async缚去、延時執(zhí)行方法:dispatch_after羞酗、一次性代碼(只執(zhí)行一次):dispatch_once摧找、快速迭代方法:dispatch_apply瘤缩、隊列組:dispatch_group喇完、信號量:dispatch_semaphore)
文中 Demo 我已放在了 Github 上,Demo 鏈接:傳送門
1. GCD 簡介
什么是 GCD 呢剥啤?我們先來看看百度百科的解釋簡單了解下概念
引自百度百科
Grand Central Dispatch(GCD)是 Apple 開發(fā)的一個多核編程的較新的解決方法锦溪。它主要用于優(yōu)化應(yīng)用程序以支持多核處理器以及其他對稱多處理系統(tǒng)。它是一個在線程池模式的基礎(chǔ)上執(zhí)行的并發(fā)任務(wù)府怯。在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出刻诊,也可在 iOS 4 及以上版本使用。
為什么要用 GCD 呢牺丙?
因為 GCD 有很多好處啊则涯,具體如下:
GCD 可用于多核的并行運算
GCD 會自動利用更多的 CPU 內(nèi)核(比如雙核、四核)
GCD 會自動管理線程的生命周期(創(chuàng)建線程冲簿、調(diào)度任務(wù)是整、銷毀線程)
程序員只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行什么任務(wù),不需要編寫任何線程管理代碼
既然 GCD 有這么多的好處民假,那么下面我們就來系統(tǒng)的學(xué)習(xí)一下 GCD 的使用方法瞻凤。
2. GCD 任務(wù)和隊列
學(xué)習(xí) GCD 之前,先來了解 GCD 中兩個核心概念:任務(wù)和隊列抬伺。
任務(wù):就是執(zhí)行操作的意思,換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼彤断。在 GCD 中是放在 block 中的。執(zhí)行任務(wù)有兩種方式:同步執(zhí)行(sync)和異步執(zhí)行(async)易迹。兩者的主要區(qū)別是:是否等待隊列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束宰衙,以及是否具備開啟新線程的能力。
同步執(zhí)行(sync):
同步添加任務(wù)到指定的隊列中睹欲,在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前供炼,會一直等待,直到隊列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行窘疮。
只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)袋哼,不具備開啟新線程的能力。
異步執(zhí)行(async):
異步添加任務(wù)到指定的隊列中闸衫,它不會做任何等待涛贯,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)蔚出,具備開啟新線程的能力弟翘。
舉個簡單例子:你要打電話給小明和小白。
同步執(zhí)行就是骄酗,你打電話給小明的時候稀余,不能同時打給小白,等到給小明打完了趋翻,才能打給小白(等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)睛琳。而且只能用當(dāng)前的電話(不具備開啟新線程的能力)。
而異步執(zhí)行就是嘿歌,你打電話給小明的時候掸掏,不等和小明通話結(jié)束,還能直接給小白打電話宙帝,不用等著和小明通話結(jié)束再打(不用等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)丧凤。除了當(dāng)前電話,你還可以使用其他所能使用的電話(具備開啟新線程的能力)步脓。
注意:異步執(zhí)行(async)雖然具有開啟新線程的能力愿待,但是并不一定開啟新線程。這跟任務(wù)所指定的隊列類型有關(guān)(下面會講)靴患。
隊列(Dispatch Queue):這里的隊列指執(zhí)行任務(wù)的等待隊列仍侥,即用來存放任務(wù)的隊列。隊列是一種特殊的線性表鸳君,采用 FIFO(先進先出)的原則农渊,即新任務(wù)總是被插入到隊列的末尾,而讀取任務(wù)的時候總是從隊列的頭部開始讀取或颊。每讀取一個任務(wù)砸紊,則從隊列中釋放一個任務(wù)传于。隊列的結(jié)構(gòu)可參考下圖:
隊列(Dispatch Queue).png
在 GCD 中有兩種隊列:串行隊列和并發(fā)隊列。兩者都符合 FIFO(先進先出)的原則醉顽。兩者的主要區(qū)別是:執(zhí)行順序不同沼溜,以及開啟線程數(shù)不同。
串行隊列(Serial Dispatch Queue):
每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行游添。讓任務(wù)一個接著一個地執(zhí)行系草。(只開啟一個線程,一個任務(wù)執(zhí)行完畢后唆涝,再執(zhí)行下一個任務(wù))
并發(fā)隊列(Concurrent Dispatch Queue):
可以讓多個任務(wù)并發(fā)(同時)執(zhí)行找都。(可以開啟多個線程,并且同時執(zhí)行任務(wù))
注意:并發(fā)隊列的并發(fā)功能只有在異步(dispatch_async)函數(shù)下才有效
兩者具體區(qū)別如下兩圖所示石抡。
串行隊列.png
并發(fā)隊列.png
3. GCD 的使用步驟
GCD 的使用步驟其實很簡單檐嚣,只有兩步助泽。
創(chuàng)建一個隊列(串行隊列或并發(fā)隊列)
將任務(wù)追加到任務(wù)的等待隊列中啰扛,然后系統(tǒng)就會根據(jù)任務(wù)類型執(zhí)行任務(wù)(同步執(zhí)行或異步執(zhí)行)
下邊來看看隊列的創(chuàng)建方法/獲取方法,以及任務(wù)的創(chuàng)建方法嗡贺。
3.1 隊列的創(chuàng)建方法/獲取方法
可以使用dispatch_queue_create來創(chuàng)建隊列隐解,需要傳入兩個參數(shù),第一個參數(shù)表示隊列的唯一標(biāo)識符诫睬,用于 DEBUG煞茫,可為空,Dispatch Queue 的名稱推薦使用應(yīng)用程序 ID 這種逆序全程域名摄凡;第二個參數(shù)用來識別是串行隊列還是并發(fā)隊列续徽。DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行隊列,DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并發(fā)隊列亲澡。
// 串行隊列的創(chuàng)建方法dispatch_queue_tqueue= dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// 并發(fā)隊列的創(chuàng)建方法dispatch_queue_tqueue= dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
對于串行隊列钦扭,GCD 提供了的一種特殊的串行隊列:主隊列(Main Dispatch Queue)。
所有放在主隊列中的任務(wù)床绪,都會放到主線程中執(zhí)行客情。
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列。
// 主隊列的獲取方法dispatch_queue_tqueue= dispatch_get_main_queue();
對于并發(fā)隊列癞己,GCD 默認提供了全局并發(fā)隊列(Global Dispatch Queue)膀斋。
可以使用dispatch_get_global_queue來獲取。需要傳入兩個參數(shù)痹雅。第一個參數(shù)表示隊列優(yōu)先級仰担,一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個參數(shù)暫時沒用绩社,用0即可摔蓝。
// 全局并發(fā)隊列的獲取方法dispatch_queue_tqueue= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
3.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法
GCD 提供了同步執(zhí)行任務(wù)的創(chuàng)建方法dispatch_sync和異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_async技掏。
// 同步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_sync(queue, ^{// 這里放同步執(zhí)行任務(wù)代碼});// 異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_async(queue, ^{// 這里放異步執(zhí)行任務(wù)代碼});
雖然使用 GCD 只需兩步,但是既然我們有兩種隊列(串行隊列/并發(fā)隊列)项鬼,兩種任務(wù)執(zhí)行方式(同步執(zhí)行/異步執(zhí)行)哑梳,那么我們就有了四種不同的組合方式。這四種不同的組合方式是:
同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
同步執(zhí)行 + 串行隊列
異步執(zhí)行 + 串行隊列
實際上绘盟,剛才還說了兩種特殊隊列:全局并發(fā)隊列鸠真、主隊列。全局并發(fā)隊列可以作為普通并發(fā)隊列來使用龄毡。但是主隊列因為有點特殊吠卷,所以我們就又多了兩種組合方式。這樣就有六種不同的組合方式了沦零。
同步執(zhí)行 + 主隊列
異步執(zhí)行 + 主隊列
那么這幾種不同組合方式各有什么區(qū)別呢祭隔,這里為了方便,先上結(jié)果路操,再來講解疾渴。你可以直接查看表格結(jié)果,然后跳過4. GCD的基本使用屯仗。
區(qū)別并發(fā)隊列串行隊列主隊列
同步(sync)沒有開啟新線程搞坝,串行執(zhí)行任務(wù)沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù)主線程調(diào)用:死鎖卡住不執(zhí)行
其他線程調(diào)用:沒有開啟新線程魁袜,串行執(zhí)行任務(wù)
異步(async)有開啟新線程桩撮,并發(fā)執(zhí)行任務(wù)有開啟新線程(1條),串行執(zhí)行任務(wù)沒有開啟新線程峰弹,串行執(zhí)行任務(wù)
下邊我們來分別講講這幾種不同的組合方式的使用方法店量。
4. GCD 的基本使用
先來講講并發(fā)隊列的兩種執(zhí)行方式。
4.1 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)鞠呈,不會開啟新線程融师,執(zhí)行完一個任務(wù),再執(zhí)行下一個任務(wù)粟按。
/**
* 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
* 特點:在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)诬滩,不會開啟新線程,執(zhí)行完一個任務(wù)灭将,再執(zhí)行下一個任務(wù)疼鸟。
*/- (void)syncConcurrent {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"syncConcurrent---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"syncConcurrent---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:34:55.095932+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:55.096086+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---begin
2018-02-23 20:34:57.097589+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:59.099100+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:01.099843+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:03.101171+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:05.101750+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102414+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102575+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---end
從同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列中可看到:
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)庙曙。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行的(同步任務(wù)需要等待隊列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)空镜。
任務(wù)按順序執(zhí)行的。按順序執(zhí)行的原因:雖然并發(fā)隊列可以開啟多個線程,并且同時執(zhí)行多個任務(wù)吴攒。但是因為本身不能創(chuàng)建新線程张抄,只有當(dāng)前線程這一個線程(同步任務(wù)不具備開啟新線程的能力),所以也就不存在并發(fā)洼怔。而且當(dāng)前線程只有等待當(dāng)前隊列中正在執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行完畢之后署惯,才能繼續(xù)接著執(zhí)行下面的操作(同步任務(wù)需要等待隊列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。所以任務(wù)只能一個接一個按順序執(zhí)行镣隶,不能同時被執(zhí)行极谊。
4.2 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
可以開啟多個線程,任務(wù)交替(同時)執(zhí)行安岂。
/**
* 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列
* 特點:可以開啟多個線程轻猖,任務(wù)交替(同時)執(zhí)行。
*/- (void)asyncConcurrent {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"asyncConcurrent---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"asyncConcurrent---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:36:41.769269+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:36:41.769496+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---begin
2018-02-23 20:36:41.769725+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---end
2018-02-23 20:36:43.774442+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779302+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---{number = 5, name = (null)}
在異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊列中可以看出:
除了當(dāng)前線程(主線程)域那,系統(tǒng)又開啟了3個線程咙边,并且任務(wù)是交替/同時執(zhí)行的。(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力次员。且并發(fā)隊列可開啟多個線程败许,同時執(zhí)行多個任務(wù))。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才執(zhí)行的翠肘。說明當(dāng)前線程沒有等待檐束,而是直接開啟了新線程辫秧,在新線程中執(zhí)行任務(wù)(異步執(zhí)行不做等待束倍,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。
接下來再來講講串行隊列的兩種執(zhí)行方式盟戏。
4.3 同步執(zhí)行 + 串行隊列
不會開啟新線程绪妹,在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的柿究,執(zhí)行完一個任務(wù)邮旷,再執(zhí)行下一個任務(wù)。
/**
* 同步執(zhí)行 + 串行隊列
* 特點:不會開啟新線程蝇摸,在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)婶肩。任務(wù)是串行的,執(zhí)行完一個任務(wù)貌夕,再執(zhí)行下一個任務(wù)律歼。
*/- (void)syncSerial {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"syncSerial---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"syncSerial---end");}
輸出結(jié)果為:
2018-02-23 20:39:37.876811+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:37.876998+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---begin
2018-02-23 20:39:39.878316+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:41.879829+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:43.880660+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:45.881265+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:47.882257+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883008+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883253+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---end
在同步執(zhí)行 + 串行隊列可以看到:
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,并沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)啡专。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)险毁。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊列每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個接一個按順序執(zhí)行)。
4.4 異步執(zhí)行 + 串行隊列
會開啟新線程畔况,但是因為任務(wù)是串行的鲸鹦,執(zhí)行完一個任務(wù),再執(zhí)行下一個任務(wù)
/**
* 異步執(zhí)行 + 串行隊列
* 特點:會開啟新線程跷跪,但是因為任務(wù)是串行的馋嗜,執(zhí)行完一個任務(wù),再執(zhí)行下一個任務(wù)吵瞻。
*/- (void)asyncSerial {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"asyncSerial---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"asyncSerial---end");}
輸出結(jié)果為:
2018-02-23 20:41:17.029999+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:41:17.030212+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---begin
2018-02-23 20:41:17.030364+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---end
2018-02-23 20:41:19.035379+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:21.037140+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:23.042220+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:25.042971+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:27.047690+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:29.052327+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}
在異步執(zhí)行 + 串行隊列可以看到:
開啟了一條新線程(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力嵌戈,串行隊列只開啟一個線程)。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會做任何等待听皿,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))熟呛。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊列每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個接一個按順序執(zhí)行)尉姨。
下邊講講剛才我們提到過的特殊隊列:主隊列庵朝。
主隊列:GCD自帶的一種特殊的串行隊列
所有放在主隊列中的任務(wù),都會放到主線程中執(zhí)行
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列
我們再來看看主隊列的兩種組合方式又厉。
4.5 同步執(zhí)行 + 主隊列
同步執(zhí)行 + 主隊列在不同線程中調(diào)用結(jié)果也是不一樣九府,在主線程中調(diào)用會出現(xiàn)死鎖,而在其他線程中則不會覆致。
4.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊列
互相等待卡住不可行
/**
* 同步執(zhí)行 + 主隊列
* 特點(主線程調(diào)用):互等卡主不執(zhí)行侄旬。
* 特點(其他線程調(diào)用):不會開啟新線程,執(zhí)行完一個任務(wù)煌妈,再執(zhí)行下一個任務(wù)儡羔。
*/- (void)syncMain {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"syncMain---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_main_queue();dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_sync(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"syncMain---end");}
輸出結(jié)果
2018-02-23 20:42:36.842892+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:42:36.843050+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] syncMain---begin
(lldb)
在同步執(zhí)行 + 主隊列可以驚奇的發(fā)現(xiàn):
在主線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊列,追加到主線程的任務(wù)1璧诵、任務(wù)2汰蜘、任務(wù)3都不再執(zhí)行了,而且syncMain---end也沒有打印之宿,在XCode 9上還會報崩潰族操。這是為什么呢?
這是因為我們在主線程中執(zhí)行syncMain方法比被,相當(dāng)于把syncMain任務(wù)放到了主線程的隊列中色难。而同步執(zhí)行會等待當(dāng)前隊列中的任務(wù)執(zhí)行完畢,才會接著執(zhí)行等缀。那么當(dāng)我們把任務(wù)1追加到主隊列中枷莉,任務(wù)1就在等待主線程處理完syncMain任務(wù)。而syncMain任務(wù)需要等待任務(wù)1執(zhí)行完畢项滑,才能接著執(zhí)行依沮。
那么涯贞,現(xiàn)在的情況就是syncMain任務(wù)和任務(wù)1都在等對方執(zhí)行完畢。這樣大家互相等待危喉,所以就卡住了宋渔,所以我們的任務(wù)執(zhí)行不了,而且syncMain---end也沒有打印辜限。
要是如果不在主線程中調(diào)用皇拣,而在其他線程中調(diào)用會如何呢?
4.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊列
不會開啟新線程薄嫡,執(zhí)行完一個任務(wù)氧急,再執(zhí)行下一個任務(wù)
// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法會創(chuàng)建線程,并自動啟動線程執(zhí)行selector 任務(wù)[NSThreaddetachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:selfwithObject:nil];
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:44:19.377321+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] currentThread---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:44:19.377494+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---begin
2018-02-23 20:44:21.384716+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:23.386091+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:25.387687+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:27.388648+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:29.390459+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.391965+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.392513+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---end
在其他線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊列可看到:
所有任務(wù)都是在主線程(非當(dāng)前線程)中執(zhí)行的毫深,沒有開啟新的線程(所有放在主隊列中的任務(wù)吩坝,都會放到主線程中執(zhí)行)。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)哑蔫。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的(主隊列是串行隊列钉寝,每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個接一個按順序執(zhí)行)闸迷。
為什么現(xiàn)在就不會卡住了呢嵌纲?
因為syncMain 任務(wù)放到了其他線程里,而任務(wù)1腥沽、任務(wù)2逮走、任務(wù)3都在追加到主隊列中,這三個任務(wù)都會在主線程中執(zhí)行今阳。syncMain 任務(wù)在其他線程中執(zhí)行到追加任務(wù)1到主隊列中师溅,因為主隊列現(xiàn)在沒有正在執(zhí)行的任務(wù),所以酣栈,會直接執(zhí)行主隊列的任務(wù)1险胰,等任務(wù)1執(zhí)行完畢,再接著執(zhí)行任務(wù)2矿筝、任務(wù)3。所以這里不會卡住線程棚贾。
4.6 異步執(zhí)行 + 主隊列
只在主線程中執(zhí)行任務(wù)窖维,執(zhí)行完一個任務(wù),再執(zhí)行下一個任務(wù)妙痹。
/**
* 異步執(zhí)行 + 主隊列
* 特點:只在主線程中執(zhí)行任務(wù)铸史,執(zhí)行完一個任務(wù),再執(zhí)行下一個任務(wù)
*/- (void)asyncMain {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"asyncMain---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_main_queue();dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });NSLog(@"asyncMain---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:45:49.981505+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:49.981935+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---begin
2018-02-23 20:45:49.982352+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---end
2018-02-23 20:45:51.991096+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:53.991959+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:55.992937+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:57.993649+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:59.994928+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:46:01.995589+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}
在異步執(zhí)行 + 主隊列可以看到:
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的怯伊,并沒有開啟新的線程(雖然異步執(zhí)行具備開啟線程的能力琳轿,但因為是主隊列,所以所有任務(wù)都在主線程中)。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會做任何等待崭篡,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))挪哄。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的(因為主隊列是串行隊列,每次只有一個任務(wù)被執(zhí)行琉闪,任務(wù)一個接一個按順序執(zhí)行)迹炼。
弄懂了難理解、繞來繞去的隊列+任務(wù)之后颠毙,我們來學(xué)習(xí)一個簡單的東西:5. GCD 線程間的通信斯入。
5. GCD 線程間的通信
在iOS開發(fā)過程中,我們一般在主線程里邊進行UI刷新蛀蜜,例如:點擊刻两、滾動、拖拽等事件滴某。我們通常把一些耗時的操作放在其他線程闹伪,比如說圖片下載、文件上傳等耗時操作壮池。而當(dāng)我們有時候在其他線程完成了耗時操作時偏瓤,需要回到主線程,那么就用到了線程之間的通訊椰憋。
/**
* 線程間通信
*/- (void)communication {// 獲取全局并發(fā)隊列dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);// 獲取主隊列dispatch_queue_tmainQueue = dispatch_get_main_queue();dispatch_async(queue, ^{// 異步追加任務(wù)for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}// 回到主線程dispatch_async(mainQueue, ^{// 追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)[NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程});? ? });}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:47:03.462394+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:05.465912+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:07.466657+0800 YSC-GCD-demo[20154:5052953] 2---{number = 1, name = main}
可以看到在其他線程中先執(zhí)行任務(wù)厅克,執(zhí)行完了之后回到主線程執(zhí)行主線程的相應(yīng)操作。
6. GCD 的其他方法
6.1 GCD 柵欄方法:dispatch_barrier_async
我們有時需要異步執(zhí)行兩組操作橙依,而且第一組操作執(zhí)行完之后证舟,才能開始執(zhí)行第二組操作。這樣我們就需要一個相當(dāng)于柵欄一樣的一個方法將兩組異步執(zhí)行的操作組給分割起來窗骑,當(dāng)然這里的操作組里可以包含一個或多個任務(wù)女责。這就需要用到dispatch_barrier_async方法在兩個操作組間形成柵欄。
dispatch_barrier_async函數(shù)會等待前邊追加到并發(fā)隊列中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢之后创译,再將指定的任務(wù)追加到該異步隊列中抵知。然后在dispatch_barrier_async函數(shù)追加的任務(wù)執(zhí)行完畢之后,異步隊列才恢復(fù)為一般動作软族,接著追加任務(wù)到該異步隊列并開始執(zhí)行刷喜。具體如下圖所示:
dispatch_barrier_async.png
/**
* 柵欄方法 dispatch_barrier_async
*/- (void)barrier {dispatch_queue_tqueue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });? ? ? ? dispatch_barrier_async(queue, ^{// 追加任務(wù) barrierfor(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"barrier---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)3for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)4for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"4---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:22.306290+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:24.311655+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316943+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316956+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320660+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320649+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}
在dispatch_barrier_async執(zhí)行結(jié)果中可以看出:
在執(zhí)行完柵欄前面的操作之后,才執(zhí)行柵欄操作立砸,最后再執(zhí)行柵欄后邊的操作掖疮。
6.2 GCD 延時執(zhí)行方法:dispatch_after
我們經(jīng)常會遇到這樣的需求:在指定時間(例如3秒)之后執(zhí)行某個任務(wù)】抛#可以用 GCD 的dispatch_after函數(shù)來實現(xiàn)浊闪。
需要注意的是:dispatch_after函數(shù)并不是在指定時間之后才開始執(zhí)行處理恼布,而是在指定時間之后將任務(wù)追加到主隊列中。嚴格來說搁宾,這個時間并不是絕對準(zhǔn)確的折汞,但想要大致延遲執(zhí)行任務(wù),dispatch_after函數(shù)是很有效的猛铅。
/**
* 延時執(zhí)行方法 dispatch_after
*/- (void)after {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"asyncMain---begin");? ? ? ? dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0*NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{// 2.0秒后異步追加任務(wù)代碼到主隊列字支,并開始執(zhí)行NSLog(@"after---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程});}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:53:08.713784+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:53:08.713962+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] asyncMain---begin
2018-02-23 20:53:10.714283+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] after---{number = 1, name = main}
可以看出:在打印asyncMain---begin之后大約 2.0 秒的時間,打印了after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
6.3 GCD 一次性代碼(只執(zhí)行一次):dispatch_once
我們在創(chuàng)建單例奸忽、或者有整個程序運行過程中只執(zhí)行一次的代碼時堕伪,我們就用到了 GCD 的dispatch_once函數(shù)。使用
dispatch_once函數(shù)能保證某段代碼在程序運行過程中只被執(zhí)行1次栗菜,并且即使在多線程的環(huán)境下欠雌,dispatch_once也可以保證線程安全。
/**
* 一次性代碼(只執(zhí)行一次)dispatch_once
*/- (void)once {staticdispatch_once_tonceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{// 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認是線程安全的)});}
6.4 GCD 快速迭代方法:dispatch_apply
通常我們會用 for 循環(huán)遍歷疙筹,但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函數(shù)dispatch_apply富俄。dispatch_apply按照指定的次數(shù)將指定的任務(wù)追加到指定的隊列中,并等待全部隊列執(zhí)行結(jié)束而咆。
如果是在串行隊列中使用dispatch_apply霍比,那么就和 for 循環(huán)一樣,按順序同步執(zhí)行暴备∮扑玻可這樣就體現(xiàn)不出快速迭代的意義了。
我們可以利用并發(fā)隊列進行異步執(zhí)行涯捻。比如說遍歷 0~5 這6個數(shù)字浅妆,for 循環(huán)的做法是每次取出一個元素,逐個遍歷障癌。dispatch_apply可以 在多個線程中同時(異步)遍歷多個數(shù)字凌外。
還有一點,無論是在串行隊列涛浙,還是異步隊列中康辑,dispatch_apply 都會等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢,這點就像是同步操作蝗拿,也像是隊列組中的dispatch_group_wait方法晾捏。
/**
* 快速迭代方法 dispatch_apply
*/- (void)apply {dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);NSLog(@"apply---begin");? ? dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThreadcurrentThread]);? ? });NSLog(@"apply---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:03:18.475499+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin
2018-02-23 22:03:18.476672+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476693+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.476704+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476735+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.477038+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---end
因為是在并發(fā)隊列中異步執(zhí)行任務(wù),所以各個任務(wù)的執(zhí)行時間長短不定哀托,最后結(jié)束順序也不定。但是apply---end一定在最后執(zhí)行劳秋。這是因為dispatch_apply函數(shù)會等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢仓手。
6.5 GCD 隊列組:dispatch_group
有時候我們會有這樣的需求:分別異步執(zhí)行2個耗時任務(wù)胖齐,然后當(dāng)2個耗時任務(wù)都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務(wù)。這時候我們可以用到 GCD 的隊列組嗽冒。
調(diào)用隊列組的dispatch_group_async先把任務(wù)放到隊列中呀伙,然后將隊列放入隊列組中√矸唬或者使用隊列組的dispatch_group_enter剿另、dispatch_group_leave組合 來實現(xiàn)
dispatch_group_async。
調(diào)用隊列組的dispatch_group_notify回到指定線程執(zhí)行任務(wù)贬蛙∮昱或者使用dispatch_group_wait回到當(dāng)前線程繼續(xù)向下執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)。
6.5.1 dispatch_group_notify
監(jiān)聽 group 中任務(wù)的完成狀態(tài)阳准,當(dāng)所有的任務(wù)都執(zhí)行完成后氛堕,追加任務(wù)到 group 中,并執(zhí)行任務(wù)野蝇。
/**
* 隊列組 dispatch_group_notify
*/- (void)groupNotify {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"group---begin");? ? ? ? dispatch_group_t group =? dispatch_group_create();? ? ? ? dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });? ? ? ? dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });? ? ? ? dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{// 等前面的異步任務(wù)1讼稚、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后,回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}NSLog(@"group---end");? ? });}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:05:03.790035+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:03.790237+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---begin
2018-02-23 22:05:05.792721+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:05.792725+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:09.798717+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799827+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799977+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---end
從dispatch_group_notify相關(guān)代碼運行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成之后绕沈,才執(zhí)行dispatch_group_notifyblock 中的任務(wù)锐想。
6.5.2 dispatch_group_wait
暫停當(dāng)前線程(阻塞當(dāng)前線程),等待指定的 group 中的任務(wù)執(zhí)行完成后乍狐,才會往下繼續(xù)執(zhí)行赠摇。
/**
* 隊列組 dispatch_group_wait
*/- (void)groupWait {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"group---begin");? ? ? ? dispatch_group_t group =? dispatch_group_create();? ? ? ? dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });? ? ? ? dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? });// 等待上面的任務(wù)全部完成后,會往下繼續(xù)執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);NSLog(@"group---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:10:16.939258+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:10:16.939455+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---begin
2018-02-23 22:10:18.943862+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:18.943861+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947787+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947790+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.948134+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---end
從dispatch_group_wait相關(guān)代碼運行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后澜躺,才執(zhí)行dispatch_group_wait之后的操作蝉稳。但是,使用dispatch_group_wait會阻塞當(dāng)前線程掘鄙。
6.5.3 dispatch_group_enter耘戚、dispatch_group_leave
dispatch_group_enter標(biāo)志著一個任務(wù)追加到 group,執(zhí)行一次操漠,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)+1
dispatch_group_leave標(biāo)志著一個任務(wù)離開了 group收津,執(zhí)行一次,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)-1浊伙。
當(dāng) group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)為0的時候撞秋,才會使dispatch_group_wait解除阻塞,以及執(zhí)行追加到dispatch_group_notify中的任務(wù)嚣鄙。
/**
* 隊列組 dispatch_group_enter吻贿、dispatch_group_leave
*/- (void)groupEnterAndLeave{NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"group---begin");? ? ? ? dispatch_group_t group = dispatch_group_create();dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);? ? dispatch_group_enter(group);dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? ? ? dispatch_group_leave(group);? ? });? ? ? ? dispatch_group_enter(group);dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)2for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"2---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}? ? ? ? dispatch_group_leave(group);? ? });? ? ? ? dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{// 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后,回到主線程.for(inti =0; i <2; ++i) {? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"3---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程}NSLog(@"group---end");? ? });//? ? // 等待上面的任務(wù)全部完成后哑子,會往下繼續(xù)執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)//? ? dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);////? ? NSLog(@"group---end");}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:14:17.997667+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:17.997839+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---begin
2018-02-23 22:14:20.000298+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:20.000305+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001323+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001339+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:24.002321+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.002852+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.003116+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---end
從dispatch_group_enter舅列、dispatch_group_leave相關(guān)代碼運行結(jié)果中可以看出:當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后肌割,才執(zhí)行 dispatch_group_notify 中的任務(wù)。這里的dispatch_group_enter帐要、dispatch_group_leave組合把敞,其實等同于dispatch_group_async。
6.6 GCD 信號量:dispatch_semaphore
GCD 中的信號量是指Dispatch Semaphore榨惠,是持有計數(shù)的信號奋早。類似于過高速路收費站的欄桿。可以通過時,打開欄桿械筛,不可以通過時拢切,關(guān)閉欄桿。在Dispatch Semaphore中,使用計數(shù)來完成這個功能,計數(shù)小于 0 時等待,不可通過挥萌。計數(shù)為 0 或大于 0 時,計數(shù)減 1 且不等待枉侧,可通過引瀑。
Dispatch Semaphore提供了三個函數(shù)。
dispatch_semaphore_create:創(chuàng)建一個 Semaphore 并初始化信號的總量
dispatch_semaphore_signal:發(fā)送一個信號榨馁,讓信號總量加 1
dispatch_semaphore_wait:可以使總信號量減 1憨栽,信號總量小于 0 時就會一直等待(阻塞所在線程),否則就可以正常執(zhí)行翼虫。
注意:信號量的使用前提是:想清楚你需要處理哪個線程等待(阻塞)屑柔,又要哪個線程繼續(xù)執(zhí)行,然后使用信號量珍剑。
Dispatch Semaphore 在實際開發(fā)中主要用于:
保持線程同步掸宛,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)
保證線程安全,為線程加鎖
6.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步
我們在開發(fā)中招拙,會遇到這樣的需求:異步執(zhí)行耗時任務(wù)唧瘾,并使用異步執(zhí)行的結(jié)果進行一些額外的操作。換句話說别凤,相當(dāng)于饰序,將將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。比如說:AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的tasksForKeyPath:方法规哪。通過引入信號量的方式求豫,等待異步執(zhí)行任務(wù)結(jié)果,獲取到 tasks,然后再返回該 tasks注祖。
- (NSArray*)tasksForKeyPath:(NSString*)keyPath {? ? __blockNSArray*tasks =nil;? ? dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);? ? [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray*dataTasks,NSArray*uploadTasks,NSArray*downloadTasks) {if([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {? ? ? ? ? ? tasks = dataTasks;? ? ? ? }elseif([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {? ? ? ? ? ? tasks = uploadTasks;? ? ? ? }elseif([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {? ? ? ? ? ? tasks = downloadTasks;? ? ? ? }elseif([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {? ? ? ? ? ? tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];? ? ? ? }? ? ? ? dispatch_semaphore_signal(semaphore);? ? }];? ? dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);returntasks;}
下面猾蒂,我們來利用 Dispatch Semaphore 實現(xiàn)線程同步均唉,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)是晨。
/**
* semaphore 線程同步
*/- (void)semaphoreSync {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"semaphore---begin");dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);? ? dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);? ? ? ? __blockintnumber =0;dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1[NSThreadsleepForTimeInterval:2];// 模擬耗時操作NSLog(@"1---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程number =100;? ? ? ? ? ? ? ? dispatch_semaphore_signal(semaphore);? ? });? ? ? ? dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);NSLog(@"semaphore---end,number = %zd",number);}
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:22:26.521665+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:22:26.521869+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---begin
2018-02-23 22:22:28.526841+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246638] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:22:28.527030+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---end,number = 100
從 Dispatch Semaphore 實現(xiàn)線程同步的代碼可以看到:
semaphore---end是在執(zhí)行完number = 100;之后才打印的。而且輸出結(jié)果 number 為 100舔箭。這是因為異步執(zhí)行不會做任何等待罩缴,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
執(zhí)行順如下:
semaphore 初始創(chuàng)建時計數(shù)為 0层扶。
異步執(zhí)行將任務(wù) 1 追加到隊列之后箫章,不做等待,接著執(zhí)行dispatch_semaphore_wait方法镜会,semaphore 減 1檬寂,此時 semaphore == -1,當(dāng)前線程進入等待狀態(tài)戳表。
然后桶至,異步任務(wù) 1 開始執(zhí)行。任務(wù)1執(zhí)行到dispatch_semaphore_signal之后匾旭,總信號量加1镣屹,此時 semaphore == 0,正在被阻塞的線程(主線程)恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行价涝。
最后打印semaphore---end,number = 100女蜈。
這樣就實現(xiàn)了線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)色瘩。
6.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步(為線程加鎖)
線程安全:如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行伪窖,而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結(jié)果和單線程運行的結(jié)果是一樣的居兆,而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的覆山,就是線程安全的。
若每個線程中對全局變量史辙、靜態(tài)變量只有讀操作汹买,而無寫操作,一般來說聊倔,這個全局變量是線程安全的晦毙;若有多個線程同時執(zhí)行寫操作(更改變量),一般都需要考慮線程同步耙蔑,否則的話就可能影響線程安全见妒。
線程同步:可理解為線程 A 和 線程 B 一塊配合,A 執(zhí)行到一定程度時要依靠線程 B 的某個結(jié)果甸陌,于是停下來须揣,示意 B 運行盐股;B 依言執(zhí)行,再將結(jié)果給 A耻卡;A 再繼續(xù)操作疯汁。
舉個簡單例子就是:兩個人在一起聊天。兩個人不能同時說話卵酪,避免聽不清(操作沖突)幌蚊。等一個人說完(一個線程結(jié)束操作),另一個再說(另一個線程再開始操作)溃卡。
下面溢豆,我們模擬火車票售賣的方式,實現(xiàn) NSThread 線程安全和解決線程同步問題瘸羡。
場景:總共有50張火車票漩仙,有兩個售賣火車票的窗口,一個是北京火車票售賣窗口犹赖,另一個是上憾铀火車票售賣窗口。兩個窗口同時售賣火車票冷尉,賣完為止漱挎。
6.6.2.1 非線程安全(不使用 semaphore)
先來看看不考慮線程安全的代碼:
/**
* 非線程安全:不使用 semaphore
* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(非線程安全)雀哨、并開始賣票
*/- (void)initTicketStatusNotSave {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"semaphore---begin");self.ticketSurplusCount =50;// queue1 代表北京火車票售賣窗口dispatch_queue_tqueue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// queue2 代表上嚎牧拢火車票售賣窗口dispatch_queue_tqueue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);? ? ? ? __weaktypeof(self) weakSelf =self;dispatch_async(queue1, ^{? ? ? ? [weakSelf saleTicketNotSafe];? ? });dispatch_async(queue2, ^{? ? ? ? [weakSelf saleTicketNotSafe];? ? });}/**
* 售賣火車票(非線程安全)
*/- (void)saleTicketNotSafe {while(1) {if(self.ticketSurplusCount >0) {//如果還有票,繼續(xù)售賣self.ticketSurplusCount--;NSLog(@"%@", [NSStringstringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@",self.ticketSurplusCount, [NSThreadcurrentThread]]);? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:0.2];? ? ? ? }else{//如果已賣完雾棺,關(guān)閉售票窗口NSLog(@"所有火車票均已售完");break;? ? ? ? }? ? ? ? ? ? }}
輸出結(jié)果(部分):
2018-02-23 22:25:35.789072+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:25:35.789260+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] semaphore---begin
2018-02-23 22:25:35.789641+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):48 窗口:{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.789646+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù):49 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994113+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù):47 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994129+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):46 窗口:{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:36.198993+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):45 窗口:{number = 3, name = (null)}
...
可以看到在不考慮線程安全膊夹,不使用 semaphore 的情況下,得到票數(shù)是錯亂的捌浩,這樣顯然不符合我們的需求放刨,所以我們需要考慮線程安全問題。
6.6.2.2 線程安全(使用 semaphore 加鎖)
考慮線程安全的代碼:
/**
* 線程安全:使用 semaphore 加鎖
* 初始化火車票數(shù)量尸饺、賣票窗口(線程安全)进统、并開始賣票
*/- (void)initTicketStatusSave {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThreadcurrentThread]);// 打印當(dāng)前線程NSLog(@"semaphore---begin");? ? ? ? semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);self.ticketSurplusCount =50;// queue1 代表北京火車票售賣窗口dispatch_queue_tqueue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// queue2 代表上海火車票售賣窗口dispatch_queue_tqueue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);? ? ? ? __weaktypeof(self) weakSelf =self;dispatch_async(queue1, ^{? ? ? ? [weakSelf saleTicketSafe];? ? });dispatch_async(queue2, ^{? ? ? ? [weakSelf saleTicketSafe];? ? });}/**
* 售賣火車票(線程安全)
*/- (void)saleTicketSafe {while(1) {// 相當(dāng)于加鎖dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);if(self.ticketSurplusCount >0) {//如果還有票浪听,繼續(xù)售賣self.ticketSurplusCount--;NSLog(@"%@", [NSStringstringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@",self.ticketSurplusCount, [NSThreadcurrentThread]]);? ? ? ? ? ? [NSThreadsleepForTimeInterval:0.2];? ? ? ? }else{//如果已賣完螟碎,關(guān)閉售票窗口NSLog(@"所有火車票均已售完");// 相當(dāng)于解鎖dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);break;? ? ? ? }// 相當(dāng)于解鎖dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);? ? }}
輸出結(jié)果為:
2018-02-23 22:32:19.814232+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:32:19.814412+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] semaphore---begin
2018-02-23 22:32:19.814837+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):49 窗口:{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.017745+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):48 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.222039+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):47 窗口:{number = 3, name = (null)}
...
2018-02-23 22:32:29.024817+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):4 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.230110+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):3 窗口:{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.433615+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):2 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.637572+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):1 窗口:{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.840234+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):0 窗口:{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:30.044960+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 所有火車票均已售完
2018-02-23 22:32:30.045260+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 所有火車票均已售完
可以看出,在考慮了線程安全的情況下迹栓,使用dispatch_semaphore
機制之后掉分,得到的票數(shù)是正確的,沒有出現(xiàn)混亂的情況。我們也就解決了多個線程同步的問題酥郭。
參考資料:
iOS GCD之dispatch_semaphore(信號量)
iOS 多線程詳盡總結(jié)系列文章: