iOS 多線程之任務和隊列

前言

學習多線程蝗岖，肯定要了解GCD,GCD兩個最核心的概念就是：任務和隊列。所以學習好多線程榔至，首先要把任務和隊列吃透抵赢，才能能好的使用多線程。

為什么使用GCD唧取？

因為使用 GCD 有很多好處啊铅鲤，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 內核（比如雙核枫弟、四核）邢享；
  • GCD 會自動管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調度任務淡诗、銷毀線程）骇塘；
  • 程序員只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行什么任務，不需要編寫任何線程管理代碼韩容。

任務

任務：就是執(zhí)行操作的意思款违，換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼。在 GCD 中是放在 block 中的群凶。

執(zhí)行任務有兩種方式：

  1. 同步（sync）執(zhí)行
    • 同步添加任務到指定的隊列中插爹，在添加的任務執(zhí)行結束之前，會一直等待座掘，直到隊列里面的任務完成之后再繼續(xù)執(zhí)行下一個任務递惋。
    • 只能在當前線程中執(zhí)行任務，不具備開啟新線程的能力溢陪，所以會阻塞線程萍虽。
  2. 異步（async）執(zhí)行
    • 異步添加任務到指定的隊列中，它不會做任何等待形真，可以繼續(xù)執(zhí)行任務杉编。
    • 可以在新的線程中執(zhí)行任務，具備開啟新線程的能力咆霜，不會阻塞線程邓馒。

兩者的主要區(qū)別是：是否等待隊列的任務執(zhí)行結束，以及是否具備開啟新線程的能力蛾坯。

隊列

這里的隊列指執(zhí)行任務的等待隊列光酣，即用來存放任務的隊列。

  • 隊列是一種特殊的線性表

  • 采用 FIFO（先進先出）的原則脉课，即新任務總是被插入到隊列的末尾救军，而讀取任務的時候總是從隊列的頭部開始讀取财异。

  • 每讀取一個任務，則從隊列中釋放一個任務唱遭。隊列的結構可參考下圖：

隊列.png

隊列有兩種：

  • 串行隊列（Serial Dispatch Queue）

    • 每次只有一個任務被執(zhí)行戳寸。讓任務一個接著一個地執(zhí)行。（只開啟一個線程拷泽，一個任務執(zhí)行完畢后疫鹊，再執(zhí)行下一個任務）

  • 并行隊列 (Concurrent Dispatch Queue）

    • 可以讓多個任務并發(fā)（同時）執(zhí)行。（可以開啟多個線程司致，并且同時執(zhí)行任務）

      并發(fā)隊列.png

注意：并發(fā)隊列 的并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）方法下才有效拆吆。

GCD使用步驟

GCD 的使用步驟其實很簡單只有兩步：

  1. 首先創(chuàng)建一個隊列（串行隊列或并發(fā)隊列）；
  2. 最后將任務追加到任務的等待隊列中蚌吸，然后系統(tǒng)就會根據任務類型執(zhí)行任務（同步執(zhí)行或異步執(zhí)行）

隊列使用

可以使用 dispatch_queue_create 方法來創(chuàng)建隊列锈拨。

  • 第一個參數表示隊列的唯一標識符，用于 DEBUG羹唠，可為空奕枢。隊列的名稱推薦使用應用程序 ID 這種逆序全程域名。
  • 第二個參數用來識別是串行隊列還是并發(fā)隊列佩微。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行隊列缝彬，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并發(fā)隊列。

串行隊列創(chuàng)建

  • 創(chuàng)建串行隊列

    // 串行隊列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

  • 系統(tǒng)提供串行隊列-主隊列（Main Dispatch Queue）

// 主隊列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
  • 所有放在主隊列中的任務哺眯，都會放到主線程中執(zhí)行谷浅。
  • 系統(tǒng)提供dispatch_get_main_queue() 方法獲得主隊列。

注意：主隊列其實并不特殊奶卓。 主隊列的實質上就是一個普通的串行隊列一疯，只是因為默認情況下，當前代碼是放在主隊列中的夺姑，然后主隊列中的代碼墩邀，有都會放到主線程中去執(zhí)行，所以才造成了主隊列特殊的現象盏浙。

并行隊列創(chuàng)建

  • 創(chuàng)建并行隊列

    // 并發(fā)隊列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

  • 系統(tǒng)提供的-全局并發(fā)隊列（Global Dispatch Queue

    // 全局并發(fā)隊列的獲取方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

```
  • 可以使用 dispatch_get_global_queue 方法來獲取全局并發(fā)隊列眉睹。
  • 需要傳入兩個參數。第一個參數表示隊列優(yōu)先級废膘，一般用 DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT竹海。第二個參數暫時沒用，用 0 即可丐黄。

創(chuàng)建任務方法

  • 同步執(zhí)行任務
// 同步執(zhí)行任務創(chuàng)建方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 這里放同步執(zhí)行任務代碼
});
  • 異步執(zhí)行任務
// 異步執(zhí)行任務創(chuàng)建方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 這里放異步執(zhí)行任務代碼
});

任務和隊列的組合

既然我們有兩種隊列（串行隊列 / 并發(fā)隊列）斋配，兩種任務執(zhí)行方式（同步執(zhí)行 / 異步執(zhí)行），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许起。

兩種默認隊列：全局并發(fā)隊列十偶、主隊列：

  • 全局并發(fā)隊列可以作為普通并發(fā)隊列來使用菩鲜。

  • 當前代碼默認放在主隊列中园细，所以主隊列很有必要專門來研究一下，所以我們就又多了兩種組合方式接校。

這樣就有六種不同的組合方式了猛频。

  1. 同步執(zhí)行 + 串行隊列
  2. 同步執(zhí)行 + 并行隊列
  3. 異步執(zhí)行 + 串行隊列
  4. 異步執(zhí)行 + 并行隊列
  5. 同步執(zhí)行 + 主隊列
  6. 異步執(zhí)行 + 主隊列

1.同步執(zhí)行+串行隊列

- (void)syncSerial {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"syncSerial---begin");
    //創(chuàng)建串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("testSerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
          // 模擬耗時操作
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];             
            // 打印當前線程
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    
    NSLog(@"syncSerial---end");
}

執(zhí)行打印結果：


輸出結果：
currentThread---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
syncSerial---begin
1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
syncSerial---end

同步+串行的特點：不會開啟新線程，在當前線程執(zhí)行任務蛛勉。任務是串行的鹿寻，執(zhí)行完一個任務，再執(zhí)行下一個任務诽凌。

2.同步執(zhí)行+并行隊列

- (void)syncConcurrent {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"syncConcurrent---begin");
    //創(chuàng)建并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("testConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
          // 模擬耗時操作
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];             
            // 打印當前線程
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
}

打印結果：

currentThread---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
syncConcurrent---begin
1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
syncConcurrent---end

打印結果表明：
在當前線程中執(zhí)行任務毡熏，不會開啟新線程，執(zhí)行完一個任務侣诵，再執(zhí)行下一個任務痢法。

執(zhí)行完同步+串行、同步+并行結果表明：

  • 同步情況串行和并行執(zhí)行結果一樣
  • 同步不具有開啟新線程的能力
  • 并行隊列雖然后并行執(zhí)行任務的能力杜顺，但是在同步的情況下财搁，沒有開啟新線程的能力，所以相當于串行執(zhí)行(并行在同步的情況下躬络，難免想起英雄無用武之地)尖奔。

3.異步執(zhí)行+串行隊列

- (void)asyncSerial {
    //打印當前線程
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);   打印當前線程
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("testSerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];     
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]); 
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}

打印結果：

currentThread---<NSThread: 0x604000070440>{number = 1, name = main}
asyncSerial---begin
asyncSerial---end
1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}

直接結果表明：異步情況下會開啟新線程，但是因為任務是串行的穷当，執(zhí)行完一個任務提茁，再執(zhí)行下一個任務。

4.異步執(zhí)行+并行隊列

- (void)asyncConcurrent {
    // 打印當前線程
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); 
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);    
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]); 
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

執(zhí)行打印結果：

currentThread---<NSThread: 0x604000062d80>{number = 1, name = main}
asyncConcurrent---begin
2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}

執(zhí)行結果表明：可以開啟多個子線程馁菜，任務同時并行交替執(zhí)行

在異步執(zhí)行任務的情況茴扁，串行隊列和并行隊列表明：

  • 異步情況下是開啟新線程
  • 異步下的串行也是是執(zhí)行完一個任務，再執(zhí)行下一個任務
  • 異步下的并行開啟多個子線程同時交替執(zhí)行多個任務

4.同步執(zhí)行+主隊列

- (void)syncMain {
   
   NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
   NSLog(@"syncMain---begin");
   dispatch_queue_t syncMain = dispatch_get_main_queue();
   
   dispatch_sync(syncMain, ^{
       // 追加任務1
       for (int i = 0; i < 2; ++i) {
           [NSThread sleepForTimeInterval:2];             
           NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);     
       }
   });
   
   dispatch_sync(syncMain, ^{
       // 追加任務2
       for (int i = 0; i < 2; ++i) {
           [NSThread sleepForTimeInterval:2];             
           NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      
       }
   });
   
   dispatch_sync(syncMain, ^{
       // 追加任務3
       for (int i = 0; i < 2; ++i) {
           [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
           NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]); 
       }
   });
   
   NSLog(@"syncMain---end");
}

執(zhí)行結果：

currentThread---<NSThread: 0x600000078a00>{number = 1, name = main}
syncMain---begin

直接結果表明：互等卡主不執(zhí)行火邓，產生死鎖崩潰丹弱。

默認主線程在等待syncMain執(zhí)行完任務1再往下執(zhí)行，syncMain在等待默認主線程執(zhí)行完再執(zhí)行syncMain中任務1铲咨，所以互相等待產生死鎖躲胳。

6.異步執(zhí)行+主隊列

- (void)asyncMain {
    // 打印當前線程
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); 
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);  
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);     
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncMain---end");
}

執(zhí)行打印結果：

currentThread---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
asyncMain---begin
asyncMain---end
1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}

因為主線程是串行隊列，所以在主線程中執(zhí)行任務纤勒，執(zhí)行完一個任務坯苹，再執(zhí)行下一個任務。

總結

  • 串行隊列的特點：

    • 無論同步任務或是異步任務摇天，任務按順序執(zhí)行粹湃，一個執(zhí)行完畢執(zhí)行下一個任務
    • 串行隊列 執(zhí)行同步任務不開辟線程
    • 執(zhí)行異步任務開辟最多開辟一條線程并且按順序執(zhí)行

  • 并行隊列的特點：

    • 執(zhí)行異步任務具備開辟多條線程的能力
    • 執(zhí)行同步任務恐仑，順序執(zhí)行，因為同步不具有開辟線程的能力

  • 同步任務特點：

    • 沒有開啟新線程的能力
    • 在當前線程任務按順序一個一個執(zhí)行

  • 異步任務的特點：

    • 具有開啟新線程的能力
    • 開幾條新線程取決于隊列为鳄，串行隊列開啟一條線程裳仆，并行隊列在執(zhí)行多個異步任務時會開辟多條線程。
最后編輯于 ：
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    那天漓雅，我揣著相機與錄音，去河邊找鬼。 笑死邻吞，一個胖子當著我的面吹牛组题，可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播抱冷，決...
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  • 雙鴛鴦連環(huán)套：你想象不到人心有多黑
    文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼崔列，長吁一口氣：“原來是場噩夢啊……” “哼！你這毒婦竟也來了徘层？” 一聲冷哼從身側響起峻呕，我...
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  • 萬榮殺人案實錄
    序言：老撾萬榮一對情侶失蹤，失蹤者是張志新（化名）和其女友劉穎趣效，沒想到半個月后，有當地人在樹林里發(fā)現了一具尸體猪贪，經...
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  • ?護林員之死
    正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡跷敬，尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
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  • ?白月光啟示錄
    正文 我和宋清朗相戀三年，在試婚紗的時候發(fā)現自己被綠了热押。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片西傀。...
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  • 活死人
    序言：一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡，死狀恐怖桶癣，靈堂內的尸體忽然破棺而出拥褂，到底是詐尸還是另有隱情，我是刑警寧澤牙寞，帶...
    沈念sama閱讀 33,685評論 4贊 322
  • ?日本核電站爆炸內幕
    正文 年R本政府宣布饺鹃，位于F島的核電站，受9級特大地震影響间雀，放射性物質發(fā)生泄漏悔详。R本人自食惡果不足惜，卻給世界環(huán)境...
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  • 男人毒藥：我在死后第九天來索命
    文/蒙蒙 一惹挟、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望茄螃。 院中可真熱鬧，春花似錦连锯、人聲如沸归苍。這莊子的主人今日做“春日...
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  • 一樁弒父案运怖，背后竟有這般陰謀
    文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽拼弃。三九已至，卻和暖如春驳规，著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間肴敛，已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
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  • 情欲美人皮
    我被黑心中介騙來泰國打工， 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留医男，地道東北人砸狞。 一個月前我還...
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  • 代替公主和親
    正文 我出身青樓，卻偏偏與公主長得像镀梭，于是被迫代替她去往敵國和親刀森。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子，可洞房花燭夜當晚...
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