iOS GCD中如何控制最大并發(fā)數(shù)

//聯(lián)系人:石虎QQ: 1224614774昵稱:嗡嘛呢叭咪哄

一、概述

詳細(xì)鏈接:blog.csdn.net/shihuboke/article/details/76736743

1褒傅、GCD并發(fā)的困擾

在GCD中有兩種隊列拭宁,分別是串行隊列和并發(fā)隊列贴见。在串行隊列中盲厌,同一時間只有一個任務(wù)在執(zhí)行前联,不能充分利用多核 CPU 的資源喇勋,效率較低。

并發(fā)隊列可以分配多個線程别凤,同時處理不同的任務(wù)饰序;效率雖然提升了,但是多線程的并發(fā)是用時間片輪轉(zhuǎn)方法實現(xiàn)的规哪,線程創(chuàng)建求豫、銷毀、上下文切換等會消耗CPU 資源诉稍。

目前iPhone的處理器是多核(2個蝠嘉、4個),適當(dāng)?shù)牟l(fā)可以提高效率杯巨,但是無節(jié)制地并發(fā)蚤告,如將大量任務(wù)不加思索就用并發(fā)隊列來執(zhí)行,這只會大量增加線程數(shù)服爷,搶占CPU資源杜恰,甚至?xí)D占掉主線程的 CPU 資源(極端情況)。

此外仍源,提交給并發(fā)隊列的任務(wù)中箫章,有些任務(wù)內(nèi)部會有全局的鎖(如 CoreText 繪制時的 CGFont 內(nèi)部鎖),會導(dǎo)致線程休眠镜会、阻塞;一旦這類任務(wù)多终抽,并發(fā)隊列還需要創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行其他任務(wù)戳表;這種情況下,線程數(shù)大量增加是避免不了的昼伴。

2匾旭、優(yōu)雅的NSOperationQueue

NSOperationQueue是iOS提供的工作隊列,開發(fā)者只需要將任務(wù)封裝在NSOperation的子類(NSBlockOperation圃郊、NSInvocationOperation或自定義NSOperation子類)中价涝,然后添加進(jìn)NSOperationQueue隊列,隊列就會按照優(yōu)先順序及工作的從屬依賴關(guān)系(如果有的話)組織執(zhí)行持舆。

NSOperationQueue中色瘩,已經(jīng)考慮到了最大并發(fā)數(shù)的問題,并提供了maxConcurrentOperationCount屬性設(shè)置最大并發(fā)數(shù)(該屬性需要在任務(wù)添加到隊列中之前進(jìn)行設(shè)置)逸寓。maxConcurrentOperationCount默認(rèn)值是-1居兆;如果值設(shè)為0,那么不會執(zhí)行任何任務(wù)竹伸;如果值設(shè)為1泥栖,那么該隊列是串行的;如果大于1,那么是并行的吧享。

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init]魏割;queue.maxConcurrentOperationCount = 2;//添加Operation任務(wù)...

第三方庫如SDWebImage庫和AFNetworking 中就是采用NSOperationQueue來控制最大并發(fā)數(shù)的。

說明:NSOperationQueue使用詳見多線程編程3 - NSOperationQueue 和 NSOperation

3钢颂、我們該怎么辦

GCD多線程方案很優(yōu)秀钞它,在ios4 與 MacOS X 10.6之后,NSOperationQueue的底層就是用GCD來實現(xiàn)的甸陌。

NSOperationQueue在控制最大并發(fā)數(shù)上的確很方便须揣,但是GCD也提供了某些機制可以實現(xiàn)控制最大并發(fā)數(shù)的效果。

開發(fā)中NSOperationQueue和GCD都可以用钱豁,視場景而定(個人更喜歡用GCD)耻卡。

二、QSDispatchQueue方案

1牲尺、GCD的信號量機制(dispatch_semaphore)

信號量是一個整型值卵酪,有初始計數(shù)值;可以接收通知信號和等待信號谤碳。當(dāng)信號量收到通知信號時溃卡,計數(shù)+1;當(dāng)信號量收到等待信號時蜒简,計數(shù)-1瘸羡;如果信號量為0,線程會被阻塞搓茬,直到信號量大于0犹赖,才會繼續(xù)下去。

使用信號量機制可以實現(xiàn)線程的同步卷仑,也可以控制最大并發(fā)數(shù)峻村。以下是如何控制最大并發(fā)數(shù)的代碼。

dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(

"cccccccc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_queue_t serialQueue

= dispatch_queue_create("sssssssss",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch

_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);for (NSInteger

i = 0; i < 10; i++) {

dispatch_async(serialQueue, ^{

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

dispatch_async(workConcurrentQueue, ^{

NSLog(@"thread-info:%@開始執(zhí)行任務(wù)%d",[NSThread

currentThread],(int)i);

sleep(1);

NSLog(@"thread-info:%@結(jié)束執(zhí)行任務(wù)%d",[NSThread

currentThread],(int)i);

dispatch_semaphore_signal(semaphore);});

});}

NSLog(@"主線程...!");

說明:從執(zhí)行結(jié)果中可以看出锡凝,雖然將10個任務(wù)都異步加入了并發(fā)隊列粘昨,但是信號量機制控制了最大線程并發(fā)數(shù),始終是3個線程在執(zhí)行任務(wù)窜锯。此外张肾,這些任務(wù)也沒有阻塞主線程。

2锚扎、QSDispatchQueue方案的實現(xiàn)

1)直接在代碼中使用GCD的信號量捌浩,不夠優(yōu)雅,代碼也很冗余工秩;基于此尸饺,QSDispatchQueue方案出來了进统。(代碼很簡單,一共兩個文件)

2)QSDispatchQueue方法聲明如下:

//QSDispatchQueue.h@interface QSDispatchQueue : NSObject#pragma mark

- main queue + global queue/** 全局并發(fā)隊列的最大并發(fā)數(shù)浪听,默認(rèn)4 */

+ (QSDispatchQueue *)mainThreadQueue;

+ (QSDispatchQueue *)defaultGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)lowGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)highGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)backGroundGlobalQueue;

#pragma mark -@property

(nonatomic,assign,readonly)NSUInteger concurrentCount;

- (instancetype)init;

/** 默認(rèn)最大并發(fā)數(shù)是1 @param queue 并發(fā)隊列 */

- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue;

/** @param queue 并發(fā)隊列 @param concurrentCount 最大并發(fā)數(shù)螟碎,應(yīng)大于1 */

- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue

concurrentCount:(NSUInteger)concurrentCount;//同步-

(void)

sync:(dispatch_block_t)block;//異步- (void)async:

(dispatch

_block_t)block;@end

3、QSDispatchQueue方案的使用

dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(

"cccccccc",

DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

QSDispatchQueue *queue = [[QSDispatchQueue alloc]initWithQueue:

workConcurrentQueue concurrentCount:3];

for (NSInteger i = 0; i < 10;

i++) {

[queue async:^{

NSLog(@"thread-info:%@開始執(zhí)行任務(wù)%d",

[NSThread currentThread],(int)i);

sleep(1);

NSLog(@"thread-info:%@結(jié)束執(zhí)行任務(wù)%d",

[NSThread currentThread],(int)i);

}];

}NSLog(@"主線程任務(wù)...");

執(zhí)行結(jié)果如下圖:

說明:從執(zhí)行結(jié)果中來看迹栓,通過QSDispatchQueue方案也到達(dá)了最大線程并發(fā)數(shù)的目的掉分。

使用QSDispatchQueue方案,代碼更簡潔克伊,讓開發(fā)者不用去時刻注意信號量的處理酥郭,只關(guān)注任務(wù)即可。

三愿吹、小結(jié)

在iOS開發(fā)中不从,我們常將耗時任務(wù)提交給GCD的并發(fā)隊列,但是并發(fā)隊列并不會去管理最大并發(fā)數(shù)犁跪,無限制提交任務(wù)給并發(fā)隊列椿息,會給性能帶來問題。

YYKit組件中的YYDispatchQueuePool也能控制并發(fā)隊列的并發(fā)數(shù)坷衍;其思路是為不同優(yōu)先級創(chuàng)建和 CPU 數(shù)量相同的 serial queue寝优,每次從 pool 中獲取 queue 時,會輪詢返回其中一個 queue枫耳。

QSDispatchQueue是使用信號量讓并發(fā)隊列中的任務(wù)并發(fā)數(shù)得到抑制乏矾;YYDispatchQueuePool是讓一定數(shù)量的串行隊列代替并發(fā)隊列,避開了并發(fā)隊列不好控制并發(fā)數(shù)的問題迁杨。

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