iOS的三種多線程技術(shù)

1.NSThread 每個NSThread對象對應(yīng)一個線程宫静，量級較輕（真正的多線程）

2.以下兩點是蘋果專門開發(fā)的“并發(fā)”技術(shù)，使得程序員可以不再去關(guān)心線程的具體使用問題

?NSOperation/NSOperationQueue 面向?qū)ο蟮木€程技術(shù)

?GCD —— Grand Central Dispatch（派發(fā)） 是基于C語言的框架笑陈，可以充分利用多核，是蘋果推薦使用的多線程技術(shù)

以上這三種編程方式從上到下，抽象度層次是從低到高的看成，抽象度越高的使用越簡單，也是Apple最推薦使用的鹏秋，在項目中很多框架技術(shù)分別使用了不同多線程技術(shù)尊蚁。

2.三種多線程技術(shù)的對比

?NSThread:

–優(yōu)點：NSThread 比其他兩個輕量級，使用簡單

–缺點：需要自己管理線程的生命周期侣夷、線程同步横朋、加鎖、睡眠以及喚醒等百拓。線程同步對數(shù)據(jù)的加鎖會有一定的系統(tǒng)開銷

?NSOperation：

–不需要關(guān)心線程管理琴锭，數(shù)據(jù)同步的事情，可以把精力放在自己需要執(zhí)行的操作上

–NSOperation是面向?qū)ο蟮?/p>

?GCD：

–Grand Central Dispatch是由蘋果開發(fā)的一個多核編程的解決方案衙传。iOS4.0+才能使用决帖，是替代NSThread， NSOperation的高效和強大的技術(shù)

–GCD是基于C語言的

什么是GCD蓖捶？

Grand Central Dispatch或者GCD地回，是一套低層API，提供了一種新的方法來進行并發(fā)程序編寫腺阳。從基本功能上講落君，GCD有點像NSOperationQueue，他們都允許程序?qū)⑷蝿?wù)切分為多個單一任務(wù)然后提交至工作隊列來并發(fā)地或者串行地執(zhí)行亭引。GCD比之NSOpertionQueue更底層更高效绎速，并且它不是Cocoa框架的一部分。

除了代碼的平行執(zhí)行能力焙蚓，GCD還提供高度集成的事件控制系統(tǒng)纹冤。可以設(shè)置句柄來響應(yīng)文件描述符购公、mach ports（Mach port 用于 OS X上的進程間通訊）萌京、進程、計時器宏浩、信號知残、用戶生成事件。這些句柄通過GCD來并發(fā)執(zhí)行比庄。

GCD的API很大程度上基于block求妹，當(dāng)然，GCD也可以脫離block來使用佳窑，比如使用傳統(tǒng)c機制提供函數(shù)指針和上下文指針制恍。實踐證明，當(dāng)配合block使用時神凑，GCD非常簡單易用且能發(fā)揮其最大能力净神。

你可以在Mac上敲命令“man dispatch”來獲取GCD的文檔何吝。

為何使用?

GCD提供很多超越傳統(tǒng)多線程編程的優(yōu)勢：

易用: GCD比之thread跟簡單易用。由于GCD基于work unit而非像thread那樣基于運算鹃唯，所以GCD可以控制諸如等待任務(wù)結(jié)束爱榕、監(jiān)視文件描述符、周期執(zhí)行代碼以及工作掛起等任務(wù)坡慌〈粝福基于block的血統(tǒng)導(dǎo)致它能極為簡單得在不同代碼作用域之間傳遞上下文。

效率: GCD被實現(xiàn)得如此輕量和優(yōu)雅八匠，使得它在很多地方比之專門創(chuàng)建消耗資源的線程更實用且快速絮爷。這關(guān)系到易用性：導(dǎo)致GCD易用的原因有一部分在于你可以不用擔(dān)心太多的效率問題而僅僅使用它就行了。

性能: GCD自動根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載來增減線程數(shù)量梨树，這就減少了上下文切換以及增加了計算效率坑夯。

Dispatch Objects

盡管GCD是純c語言的，但它被組建成面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格抡四。GCD對象被稱為dispatch object柜蜈。Dispatch object像Cocoa對象一樣是引用計數(shù)的。使用dispatch_release和dispatch_retain函數(shù)來操作dispatch object的引用計數(shù)來進行內(nèi)存管理指巡。但主意不像Cocoa對象淑履，dispatch object并不參與垃圾回收系統(tǒng)，所以即使開啟了GC藻雪，你也必須手動管理GCD對象的內(nèi)存秘噪。

Dispatch queues 和 dispatch sources（后面會介紹到）可以被掛起和恢復(fù)，可以有一個相關(guān)聯(lián)的任意上下文指針勉耀，可以有一個相關(guān)聯(lián)的任務(wù)完成觸發(fā)函數(shù)指煎。可以查閱“man dispatch_object”來獲取這些功能的更多信息便斥。

Dispatch Queues

GCD的基本概念就是dispatch queue至壤。dispatch queue是一個對象，它可以接受任務(wù)枢纠，并將任務(wù)以先到先執(zhí)行的順序來執(zhí)行像街。dispatch queue可以是并發(fā)的或串行的。并發(fā)任務(wù)會像NSOperationQueue那樣基于系統(tǒng)負(fù)載來合適地并發(fā)進行晋渺，串行隊列同一時間只執(zhí)行單一任務(wù)镰绎。

GCD中有三種隊列類型：

The main queue: 與主線程功能相同。實際上些举，提交至main queue的任務(wù)會在主線程中執(zhí)行跟狱。main queue可以調(diào)用dispatch_get_main_queue()來獲得俭厚。因為main queue是與主線程相關(guān)的户魏，所以這是一個串行隊列。

Global queues: 全局隊列是并發(fā)隊列，并由整個進程共享叼丑。進程中存在三個全局隊列：高关翎、中（默認(rèn)）、低三個優(yōu)先級隊列鸠信∽萸蓿可以調(diào)用dispatch_get_global_queue函數(shù)傳入優(yōu)先級來訪問隊列。

用戶隊列: 用戶隊列 (GCD并不這樣稱呼這種隊列, 但是沒有一個特定的名字來形容這種隊列星立，所以我們稱其為用戶隊列) 是用函數(shù) dispatch_queue_create 創(chuàng)建的隊列. 這些隊列是串行的爽茴。正因為如此，它們可以用來完成同步機制, 有點像傳統(tǒng)線程中的mutex绰垂。

[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片

Dispatch Queues的生成可以有這幾種方式：

1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一個串行隊列室奏，隊列中的block按照先進先出（FIFO）的順序去執(zhí)行，實際上為單線程執(zhí)行劲装。第一個參數(shù)是隊列的名稱胧沫，在調(diào)試程序時會非常有用，所有盡量不要重名了占业。

2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一個并發(fā)執(zhí)行隊列绒怨，block被分發(fā)到多個線程去執(zhí)行

3. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲得程序進程缺省產(chǎn)生的并發(fā)隊列，可設(shè)定優(yōu)先級來選擇高谦疾、中南蹂、低三個優(yōu)先級隊列。由于是系統(tǒng)默認(rèn)生成的念恍，所以無法調(diào)用dispatch_resume()和dispatch_suspend()來控制執(zhí)行繼續(xù)或中斷碎紊。需要注意的是，三個隊列不代表三個線程樊诺，可能會有更多的線程仗考。并發(fā)隊列可以根據(jù)實際情況來自動產(chǎn)生合理的線程數(shù)，也可理解為dispatch隊列實現(xiàn)了一個線程池的管理词爬，對于程序邏輯是透明的秃嗜。

官網(wǎng)文檔解釋說共有三個并發(fā)隊列，但實際還有一個更低優(yōu)先級的隊列顿膨，設(shè)置優(yōu)先級為DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND锅锨。Xcode調(diào)試時可以觀察到正在使用的各個dispatch隊列。

4. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //獲得主線程的dispatch隊列恋沃，實際是一個串行隊列必搞。同樣無法控制主線程dispatch隊列的執(zhí)行繼續(xù)或中斷。

接下來我們可以使用dispatch_async或dispatch_sync函數(shù)來加載需要運行的block囊咏。

dispatch_async(queue, ^{

//block具體代碼

}); //異步執(zhí)行block恕洲，函數(shù)立即返回

dispatch_sync(queue, ^{

//block具體代碼

}); //同步執(zhí)行block塔橡，函數(shù)不返回，一直等到block執(zhí)行完畢霜第。編譯器會根據(jù)實際情況優(yōu)化代碼葛家，所以有時候你會發(fā)現(xiàn)block其實還在當(dāng)前線程上執(zhí)行，并沒用產(chǎn)生新線程泌类。

實際編程經(jīng)驗告訴我們癞谒，盡可能避免使用dispatch_sync，嵌套使用時還容易引起程序死鎖刃榨。

如果queue1是一個串行隊列的話弹砚，這段代碼立即產(chǎn)生死鎖：

dispatch_sync(queue1, ^{

dispatch_sync(queue1, ^{

......

});

......

});

那實際運用中，一般可以用dispatch這樣來寫枢希，常見的網(wǎng)絡(luò)請求數(shù)據(jù)多線程執(zhí)行模型：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

//子線程中開始網(wǎng)絡(luò)請求數(shù)據(jù)

//更新數(shù)據(jù)模型

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

//在主線程中更新UI代碼

});

});

程序的后臺運行和UI更新代碼緊湊迅栅，代碼邏輯一目了然。

dispatch隊列是線程安全的晴玖，可以利用串行隊列實現(xiàn)鎖的功能读存。比如多線程寫同一數(shù)據(jù)庫，需要保持寫入的順序和每次寫入的完整性呕屎，簡單地利用串行隊列即可實現(xiàn)：

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.dispatch.writedb", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

- (void)writeDB:(NSData *)data

{

dispatch_async(queue1, ^{

//write database

});

}

下一次調(diào)用writeDB:必須等到上次調(diào)用完成后才能進行让簿，保證writeDB:方法是線程安全的。

dispatch隊列還實現(xiàn)其它一些常用函數(shù)秀睛，包括：

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t)); //重復(fù)執(zhí)行block尔当，需要注意的是這個方法是同步返回，也就是說等到所有block執(zhí)行完畢才返回蹂安，如需異步返回則嵌套在dispatch_async中來使用椭迎。多個block的運行是否并發(fā)或串行執(zhí)行也依賴queue的是否并發(fā)或串行。

void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //這個函數(shù)可以設(shè)置同步執(zhí)行的block田盈，它會等到在它加入隊列之前的block執(zhí)行完畢后畜号，才開始執(zhí)行。在它之后加入隊列的block允瞧，則等到這個block執(zhí)行完畢后才開始執(zhí)行简软。

void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //同上，除了它是同步返回函數(shù)

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //延遲執(zhí)行block

最后再來看看dispatch隊列的一個很有特色的函數(shù)：

void dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);

它會把需要執(zhí)行的任務(wù)對象指定到不同的隊列中去處理述暂，這個任務(wù)對象可以是dispatch隊列痹升，也可以是dispatch源（以后博文會介紹）。而且這個過程可以是動態(tài)的畦韭，可以實現(xiàn)隊列的動態(tài)調(diào)度管理等等疼蛾。比如說有兩個隊列dispatchA和dispatchB，這時把dispatchA指派到dispatchB：

dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);

那么dispatchA上還未運行的block會在dispatchB上運行艺配。這時如果暫停dispatchA運行：

dispatch_suspend(dispatchA);

則只會暫停dispatchA上原來的block的執(zhí)行察郁，dispatchB的block則不受影響衍慎。而如果暫停dispatchB的運行，則會暫停dispatchA的運行绳锅。

參考：

http://www.dreamingwish.com/dream-2012/gcd%E4%BB%8B%E7%BB%8D%EF%BC%88%E4%B8%80%EF%BC%89-%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%A6%82%E5%BF%B5%E5%92%8Cdispatch-queue.html

http://www.cnblogs.com/sunfrog/p/3305614.html

原文：http://blog.csdn.net/crycheng/article/details/22214617