多線程 | iOS多線程概念

本文主要是分享iOS多線程的相關(guān)內(nèi)容恤浪，為了更系統(tǒng)的講解，將分為以下7個方面來展開描述。

  1. 多線程的基本概念

  2. 線程的狀態(tài)與生命周期

  3. 多線程的四種解決方案：pthread速址，NSThread，GCD由驹，NSOperation

  4. 線程安全問題

  5. NSThread的使用

  6. GCD的理解與使用

  7. NSOperation的理解與使用

Demo在這里：WHMultiThreadDemo

Demo的運(yùn)行g(shù)if圖如下：

3873004-91f6923a8fc230d3.gif

一芍锚、多線程的基本概念

  • 進(jìn)程：可以理解成一個運(yùn)行中的應(yīng)用程序昔园，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)并炮，主要管理資源默刚。

  • 線程：是進(jìn)程的基本執(zhí)行單元，一個進(jìn)程對應(yīng)多個線程逃魄。

  • 主線程：處理UI荤西，所有更新UI的操作都必須在主線程上執(zhí)行。不要把耗時操作放在主線程伍俘，會卡界面邪锌。

  • 多線程：在同一時刻，一個CPU只能處理1條線程癌瘾，但CPU可以在多條線程之間快速的切換觅丰，只要切換的足夠快，就造成了多線程一同執(zhí)行的假象妨退。

  • 線程就像火車的一節(jié)車廂妇萄，進(jìn)程則是火車。車廂（線程）離開火車（進(jìn)程）是無法跑動的咬荷，而火車（進(jìn)程）至少有一節(jié)車廂（主線程）嚣伐。多線程可以看做多個車廂，它的出現(xiàn)是為了提高效率萍丐。

  • 多線程是通過提高資源使用率來提高系統(tǒng)總體的效率轩端。

  • 我們運(yùn)用多線程的目的是：將耗時的操作放在后臺執(zhí)行！

二逝变、線程的狀態(tài)與生命周期

下圖是線程狀態(tài)示意圖基茵，從圖中可以看出線程的生命周期是：新建 - 就緒 - 運(yùn)行 - 阻塞 - 死亡

image.png

下面分別闡述線程生命周期中的每一步

  • 新建：實例化線程對象

  • 就緒：向線程對象發(fā)送start消息，線程對象被加入可調(diào)度線程池等待CPU調(diào)度壳影。

  • 運(yùn)行：CPU 負(fù)責(zé)調(diào)度可調(diào)度線程池中線程的執(zhí)行拱层。線程執(zhí)行完成之前，狀態(tài)可能會在就緒和運(yùn)行之間來回切換宴咧。就緒和運(yùn)行之間的狀態(tài)變化由CPU負(fù)責(zé)根灯，程序員不能干預(yù)。

  • 阻塞：當(dāng)滿足某個預(yù)定條件時掺栅，可以使用休眠或鎖烙肺，阻塞線程執(zhí)行。sleepForTimeInterval（休眠指定時長）氧卧，sleepUntilDate（休眠到指定日期）桃笙，@synchronized(self)：（互斥鎖）。

  • 死亡：正常死亡沙绝，線程執(zhí)行完畢搏明。非正常死亡鼠锈，當(dāng)滿足某個條件后，在線程內(nèi)部中止執(zhí)行/在主線程中止線程對象

  • 還有線程的exit和cancel

  • [NSThread exit]：一旦強(qiáng)行終止線程星著，后續(xù)的所有代碼都不會被執(zhí)行购笆。

  • [thread cancel]取消：并不會直接取消線程，只是給線程對象添加 isCancelled 標(biāo)記虚循。

三同欠、多線程的四種解決方案

多線程的四種解決方案分別是：pthread，NSThread邮丰，GCD行您， NSOperation铭乾。

下圖是對這四種方案進(jìn)行了解讀和對比剪廉。

image.png

四、線程安全問題

當(dāng)多個線程訪問同一塊資源時炕檩，很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯亂和數(shù)據(jù)安全問題斗蒋。就好比幾個人在同一時修改同一個表格，造成數(shù)據(jù)的錯亂笛质。

解決多線程安全問題的方法

  • 方法一：互斥鎖（同步鎖）
@synchronized(鎖對象) {
    // 需要鎖定的代碼
   }

判斷的時候鎖對象要存在泉沾，如果代碼中只有一個地方需要加鎖，大多都使用self作為鎖對象妇押，這樣可以避免單獨再創(chuàng)建一個鎖對象跷究。

加了互斥做的代碼，當(dāng)新線程訪問時敲霍，如果發(fā)現(xiàn)其他線程正在執(zhí)行鎖定的代碼俊马，新線程就會進(jìn)入休眠。

  • 方法二：自旋鎖

加了自旋鎖肩杈，當(dāng)新線程訪問代碼時柴我，如果發(fā)現(xiàn)有其他線程正在鎖定代碼，新線程會用死循環(huán)的方式扩然，一直等待鎖定的代碼執(zhí)行完成艘儒。相當(dāng)于不停嘗試執(zhí)行代碼，比較消耗性能夫偶。

屬性修飾atomic本身就有一把自旋鎖界睁。

下面說一下屬性修飾nonatomic 和 atomic

nonatomic 非原子屬性,同一時間可以有很多線程讀和寫
atomic 原子屬性(線程安全)，保證同一時間只有一個線程能夠?qū)懭?但是同一個時間多個線程都可以取值)兵拢，atomic 本身就有一把鎖(自旋鎖)
atomic：線程安全晕窑，需要消耗大量的資源
nonatomic：非線程安全，不過效率更高卵佛，一般使用nonatomic

五杨赤、NSThread的使用

No.1：NSThread創(chuàng)建線程

NSThread有三種創(chuàng)建方式：

  • init方式

  • detachNewThreadSelector創(chuàng)建好之后自動啟動

  • performSelectorInBackground創(chuàng)建好之后也是直接啟動

/** 方法一敞斋，需要start */

NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething1:) object:@``"NSThread1"``];

// 線程加入線程池等待CPU調(diào)度，時間很快疾牲，幾乎是立刻執(zhí)行

[thread1 start];

/** 方法二植捎，創(chuàng)建好之后自動啟動 */

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(doSomething2:) toTarget:self withObject:@``"NSThread2"``];

/** 方法三，隱式創(chuàng)建阳柔，直接啟動 */

[self performSelectorInBackground:@selector(doSomething3:) withObject:@``"NSThread3"``];

- (void)doSomething1:(NSObject *)object {

// 傳遞過來的參數(shù)

NSLog(@``"%@"``,object);

NSLog(@``"doSomething1：%@"``,[NSThread currentThread]);

}

- (void)doSomething2:(NSObject *)object {

NSLog(@``"%@"``,object);

NSLog(@``"doSomething2：%@"``,[NSThread currentThread]);

}

- (void)doSomething3:(NSObject *)object {

NSLog(@``"%@"``,object);

NSLog(@``"doSomething3：%@"``,[NSThread currentThread]);

}

No.2：NSThread的類方法

  • 返回當(dāng)前線程
// 當(dāng)前線程

[NSThread currentThread];

NSLog(@``"%@"``,[NSThread currentThread]);

// 如果number=1焰枢，則表示在主線程，否則是子線程

打印結(jié)果：{number = 1, name = main}
  • 阻塞休眠
//休眠多久

[NSThread sleepForTimeInterval:2];

//休眠到指定時間

[NSThread sleepUntilDate:[NSDate date]];
  • 類方法補(bǔ)充
//退出線程

[NSThread exit];

//判斷當(dāng)前線程是否為主線程

[NSThread isMainThread];

//判斷當(dāng)前線程是否是多線程

[NSThread isMultiThreaded];

//主線程的對象

NSThread *mainThread = [NSThread mainThread];

No.3：NSThread的一些屬性

//線程是否在執(zhí)行

thread.isExecuting;

//線程是否被取消

thread.isCancelled;

//線程是否完成

thread.isFinished;

//是否是主線程

thread.isMainThread;

//線程的優(yōu)先級舌剂，取值范圍0.0到1.0济锄，默認(rèn)優(yōu)先級0.5，1.0表示最高優(yōu)先級霍转，優(yōu)先級高荐绝，CPU調(diào)度的頻率高

thread.threadPriority;

Demo：WHMultiThreadDemo

六、GCD的理解與使用

No.1：GCD的特點

  • GCD會自動利用更多的CPU內(nèi)核

  • GCD自動管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程避消，調(diào)度任務(wù)低滩，銷毀線程等）

  • 程序員只需要告訴 GCD 想要如何執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼

No.2：GCD的基本概念

  • 任務(wù)（block）：任務(wù)就是將要在線程中執(zhí)行的代碼岩喷，將這段代碼用block封裝好恕沫，然后將這個任務(wù)添加到指定的執(zhí)行方式（同步執(zhí)行和異步執(zhí)行），等待CPU從隊列中取出任務(wù)放到對應(yīng)的線程中執(zhí)行纱意。

  • 同步（sync）：一個接著一個婶溯，前一個沒有執(zhí)行完，后面不能執(zhí)行偷霉，不開線程迄委。

  • 異步（async）：開啟多個新線程，任務(wù)同一時間可以一起執(zhí)行腾它。異步是多線程的代名詞

  • 隊列：裝載線程任務(wù)的隊形結(jié)構(gòu)跑筝。(系統(tǒng)以先進(jìn)先出的方式調(diào)度隊列中的任務(wù)執(zhí)行)。在GCD中有兩種隊列：串行隊列和并發(fā)隊列瞒滴。

  • 并發(fā)隊列：線程可以同時一起進(jìn)行執(zhí)行曲梗。實際上是CPU在多條線程之間快速的切換。（并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）函數(shù)下才有效）

  • 串行隊列：線程只能依次有序的執(zhí)行妓忍。

  • GCD總結(jié)：將任務(wù)(要在線程中執(zhí)行的操作block)添加到隊列(自己創(chuàng)建或使用全局并發(fā)隊列)虏两，并且指定執(zhí)行任務(wù)的方式(異步dispatch_async，同步dispatch_sync)

No.3：隊列的創(chuàng)建方法

  • 使用dispatch_queue_create來創(chuàng)建隊列對象世剖，傳入兩個參數(shù)定罢，第一個參數(shù)表示隊列的唯一標(biāo)識符，可為空旁瘫。第二個參數(shù)用來表示串行隊列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）或并發(fā)隊列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）祖凫。
// 串行隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 并發(fā)隊列

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  • GCD的隊列還有另外兩種：

主隊列：主隊列負(fù)責(zé)在主線程上調(diào)度任務(wù)琼蚯，如果在主線程上已經(jīng)有任務(wù)正在執(zhí)行，主隊列會等到主線程空閑后再調(diào)度任務(wù)惠况。通常是返回主線程更新UI的時候使用遭庶。dispatch_get_main_queue()

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

// 耗時操作放在這里

3

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

// 回到主線程進(jìn)行UI操作

3

});

});
  • 全局并發(fā)隊列：全局并發(fā)隊列是就是一個并發(fā)隊列，是為了讓我們更方便的使用多線程稠屠。dispatch_get_global_queue(0, 0)
//全局并發(fā)隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//全局并發(fā)隊列的優(yōu)先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高優(yōu)先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(rèn)（中）優(yōu)先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低優(yōu)先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后臺優(yōu)先級

//iOS8開始使用服務(wù)質(zhì)量俭嘁，現(xiàn)在獲取全局并發(fā)隊列時蝴韭，可以直接傳0

dispatch_get_global_queue(0, 0);

No.4：同步/異步/任務(wù)、創(chuàng)建方式

同步（sync）使用dispatch_sync來表示斤寂。

異步（async）使用dispatch_async薇缅。

任務(wù)就是將要在線程中執(zhí)行的代碼砰粹，將這段代碼用block封裝好孵稽。

代碼如下：

// 同步執(zhí)行任務(wù)

dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

// 任務(wù)放在這個block里

NSLog(@``"我是同步執(zhí)行的任務(wù)"``);

});

// 異步執(zhí)行任務(wù)

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

// 任務(wù)放在這個block里

NSLog(@``"我是異步執(zhí)行的任務(wù)"``);

});

Demo：WHMultiThreadDemo

No.5：GCD的使用

由于有多種隊列（串行/并發(fā)/主隊列）和兩種執(zhí)行方式（同步/異步）政模，所以他們之間可以有多種組合方式。

  1. 串行同步

  2. 串行異步

  3. 并發(fā)同步

  4. 并發(fā)異步

  5. 主隊列同步

  6. 主隊列異步

  • 串行同步

執(zhí)行完一個任務(wù)秩彤，再執(zhí)行下一個任務(wù)叔扼。不開啟新線程事哭。

/** 串行同步 */

- (void)syncSerial {

NSLog(@"\n\n**************串行同步***************\n\n");

// 串行隊列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 同步執(zhí)行

dispatch_sync(queue, ^{

for (int i = 0; i < 3; i++) {

NSLog(@``"串行同步1   %@"``,[NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_sync(queue, ^{

for  (int i = 0; i < 3; i++) {

NSLog(@``"串行同步2   %@"``,[NSThread currentThread]);

}

});

dispatch_sync(queue, ^{

for (int i = 0; i < 3; i++) {

NSLog(@``"串行同步3   %@"``,[NSThread currentThread]);

}

});

}

輸入結(jié)果為順序執(zhí)行漫雷，都在主線程：

`串行同步1   {number = 1, name = main}`

`串行同步1   {number = 1, name = main}`

`串行同步1   {number = 1, name = main}`

`串行同步2   {number = 1, name = main}`

`串行同步2   {number = 1, name = main}`

`串行同步2   {number = 1, name = main}`

`串行同步3   {number = 1, name = main}`

`串行同步3   {number = 1, name = main}`

`串行同步3   {number = 1, name = main}`
  • 串行異步

開啟新線程，但因為任務(wù)是串行的鳍咱，所以還是按順序執(zhí)行任務(wù)降盹。

`/** 串行異步 */`

`- (void)asyncSerial {`

`NSLog(@``"\n\n**************串行異步***************\n\n"``);`

`// 串行隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);`

`// 同步執(zhí)行`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"串行異步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"串行異步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"串行異步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

輸入結(jié)果為順序執(zhí)行，有不同線程：

`串行異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步2   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步2   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步2   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步3   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步3   {number = 3, name = (``null``)}`

`串行異步3   {number = 3, name = (``null``)}`
  • 并發(fā)同步

因為是同步的谤辜，所以執(zhí)行完一個任務(wù)蓄坏，再執(zhí)行下一個任務(wù)。不會開啟新線程丑念。

`/** 并發(fā)同步 */`

`- (void)syncConcurrent {`

`3`

`NSLog(@``"\n\n**************并發(fā)同步***************\n\n"``);`

`3`

`// 并發(fā)隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);`

`3`

`// 同步執(zhí)行`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)同步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)同步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)同步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

輸入結(jié)果為順序執(zhí)行涡戳，都在主線程：

`并發(fā)同步1   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步1   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步1   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步2   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步2   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步2   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步3   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步3   {number = 1, name = main}`

`并發(fā)同步3   {number = 1, name = main}`
  • 并發(fā)異步

任務(wù)交替執(zhí)行，開啟多線程脯倚。

`/** 并發(fā)異步 */`

`- (void)asyncConcurrent {`

`NSLog(@``"\n\n**************并發(fā)異步***************\n\n"``);`

`// 并發(fā)隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);`

`// 同步執(zhí)行`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)異步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)異步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"并發(fā)異步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

輸入結(jié)果為無序執(zhí)行渔彰，有多條線程：


`并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步2   {number = 4, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步3   {number = 5, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步2   {number = 4, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步3   {number = 5, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步2   {number = 4, name = (``null``)}`

`并發(fā)異步3   {number = 5, name = (``null``)}`
  • 主隊列同步

如果在主線程中運(yùn)用這種方式，則會發(fā)生死鎖推正，程序崩潰恍涂。

`/** 主隊列同步 */`

`- (void)syncMain {`

`NSLog(@``"\n\n**************主隊列同步，放到主線程會死鎖***************\n\n"``);`

`// 主隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列同步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列同步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列同步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

主隊列同步造成死鎖的原因：

  1. 如果在主線程中運(yùn)用主隊列同步植榕，也就是把任務(wù)放到了主線程的隊列中再沧。

  2. 而同步對于任務(wù)是立刻執(zhí)行的，那么當(dāng)把第一個任務(wù)放進(jìn)主隊列時尊残，它就會立馬執(zhí)行炒瘸。

  3. 可是主線程現(xiàn)在正在處理syncMain方法淤堵，任務(wù)需要等syncMain執(zhí)行完才能執(zhí)行。

  4. syncMain執(zhí)行到第一個任務(wù)的時候顷扩，又要等第一個任務(wù)執(zhí)行完才能往下執(zhí)行第二個和第三個任務(wù)粘勒。

  5. 這樣syncMain方法和第一個任務(wù)就開始了互相等待，形成了死鎖屎即。

  • 主隊列異步

在主線程中任務(wù)按順序執(zhí)行庙睡。

`/** 主隊列異步 */`

`- (void)asyncMain {`

`NSLog(@``"\n\n**************主隊列異步***************\n\n"``);`

`// 主隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列異步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列異步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_sync(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"主隊列異步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

輸入結(jié)果為在主線程中按順序執(zhí)行：

`主隊列異步1   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步1   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步1   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步2   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步2   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步2   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步3   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步3   {number = 1, name = main}`

`主隊列異步3   {number = 1, name = main}`
  • GCD線程之間的通訊

開發(fā)中需要在主線程上進(jìn)行UI的相關(guān)操作，通常會把一些耗時的操作放在其他線程技俐，比如說圖片文件下載等耗時操作乘陪。

當(dāng)完成了耗時操作之后，需要回到主線程進(jìn)行UI的處理雕擂，這里就用到了線程之間的通訊啡邑。

`- (IBAction)communicationBetweenThread:(id)sender {`

`// 異步`

`dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{`

`// 耗時操作放在這里，例如下載圖片井赌。（運(yùn)用線程休眠兩秒來模擬耗時操作）`

`[NSThread sleepForTimeInterval:2];`

`NSString *picURLStr = @``"[http://www.bangmangxuan.net/uploads/allimg/160320/74-160320130500.jpg](http://www.bangmangxuan.net/uploads/allimg/160320/74-160320130500.jpg)"``;`

`NSURL *picURL = [NSURL URLWithString:picURLStr];`

`NSData *picData = [NSData dataWithContentsOfURL:picURL];`

`UIImage *image = [UIImage imageWithData:picData];`

`// 回到主線程處理UI`

`dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{`

`// 在主線程上添加圖片`

`self.imageView.image = image;`

`});`

`});`

`}`

上面的代碼是在新開的線程中進(jìn)行圖片的下載谤逼，下載完成之后回到主線程顯示圖片。

  • GCD柵欄

當(dāng)任務(wù)需要異步進(jìn)行仇穗，但是這些任務(wù)需要分成兩組來執(zhí)行流部，第一組完成之后才能進(jìn)行第二組的操作。這時候就用了到GCD的柵欄方法dispatch_barrier_async纹坐。

`- (IBAction)barrierGCD:(id)sender {`

`// 并發(fā)隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(``"test"``, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);`

`// 異步執(zhí)行`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"柵欄：并發(fā)異步1   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"柵欄：并發(fā)異步2   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_barrier_async(queue, ^{`

`NSLog(@``"------------barrier------------%@"``, [NSThread currentThread]);`

`NSLog(@``"******* 并發(fā)異步執(zhí)行枝冀，但是34一定在12后面 *********"``);`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"柵欄：并發(fā)異步3   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`dispatch_async(queue, ^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"柵欄：并發(fā)異步4   %@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`});`

`}`

上面代碼的打印結(jié)果如下，開啟了多條線程耘子，所有任務(wù)都是并發(fā)異步進(jìn)行果漾。但是第一組完成之后，才會進(jìn)行第二組的操作谷誓。


`柵欄：并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步2   {number = 6, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步2   {number = 6, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步1   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步2   {number = 6, name = (``null``)}`

`------------barrier------------{number = 6, name = (``null``)}`

`******* 并發(fā)異步執(zhí)行绒障，但是34一定在12后面 *********`

`柵欄：并發(fā)異步4   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步3   {number = 6, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步4   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步3   {number = 6, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步4   {number = 3, name = (``null``)}`

`柵欄：并發(fā)異步3   {number = 6, name = (``null``)}`
  • GCD延時執(zhí)行

當(dāng)需要等待一會再執(zhí)行一段代碼時，就可以用到這個方法了：dispatch_after捍歪。


`dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{`

`// 5秒后異步執(zhí)行`

`NSLog(@``"我已經(jīng)等待了5秒户辱！"``);`

`});`

`GCD實現(xiàn)代碼只執(zhí)行一次`

`使用dispatch_once能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次》逊猓可以用來設(shè)計單例焕妙。`

`static dispatch_once_t onceToken;`

`dispatch_once(&onceToken, ^{`

`NSLog(@``"程序運(yùn)行過程中我只執(zhí)行了一次！"``);`

`});`
  • GCD快速迭代

GCD有一個快速迭代的方法dispatch_apply弓摘，dispatch_apply可以同時遍歷多個數(shù)字焚鹊。

`- (IBAction)applyGCD:(id)sender {`

`NSLog(@``"\n\n************** GCD快速迭代 ***************\n\n"``);`

`// 并發(fā)隊列`

`dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);`

`// dispatch_apply幾乎同時遍歷多個數(shù)字`

`dispatch_apply(7, queue, ^(size_t index) {`

`NSLog(@``"dispatch_apply：%zd======%@"``,index, [NSThread currentThread]);`

`});`

`}`

打印結(jié)果如下：

`dispatch_apply：0======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：1======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：2======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：3======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：4======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：5======{number = 1, name = main}`

`dispatch_apply：6======{number = 1, name = main}`
  • GCD隊列組

異步執(zhí)行幾個耗時操作，當(dāng)這幾個操作都完成之后再回到主線程進(jìn)行操作，就可以用到隊列組了末患。

隊列組有下面幾個特點：

  1. 所有的任務(wù)會并發(fā)的執(zhí)行(不按序)研叫。

  2. 所有的異步函數(shù)都添加到隊列中，然后再納入隊列組的監(jiān)聽范圍璧针。

  3. 使用dispatch_group_notify函數(shù)嚷炉，來監(jiān)聽上面的任務(wù)是否完成，如果完成, 就會調(diào)用這個方法探橱。

隊列組示例代碼：

`- (void)testGroup {`

`dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();`

`dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{`

`NSLog(@``"隊列組：有一個耗時操作完成申屹！"``);`

`});`

`dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{`

`NSLog(@``"隊列組：有一個耗時操作完成！"``);`

`});`

`dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{`

`NSLog(@``"隊列組：前面的耗時操作都完成了隧膏，回到主線程進(jìn)行相關(guān)操作"``);`

`});`

`}`

打印結(jié)果如下：

`隊列組：有一個耗時操作完成哗讥！`

`隊列組：有一個耗時操作完成！`

`隊列組：前面的耗時操作都完成了胞枕，回到主線程進(jìn)行相關(guān)操作`

至此杆煞，GCD的相關(guān)內(nèi)容敘述完畢。下面讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)NSOperation腐泻。

Demo：WHMultiThreadDemo

七决乎、NSOperation的理解與使用

No.1：NSOperation簡介

NSOperation是基于GCD之上的更高一層封裝，NSOperation需要配合NSOperationQueue來實現(xiàn)多線程派桩。

NSOperation實現(xiàn)多線程的步驟如下：


`1. 創(chuàng)建任務(wù)：先將需要執(zhí)行的操作封裝到NSOperation對象中构诚。`

`2. 創(chuàng)建隊列：創(chuàng)建NSOperationQueue。`

`3. 將任務(wù)加入到隊列中：將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中窄坦。`

需要注意的是唤反，NSOperation是個抽象類凳寺，實際運(yùn)用時中需要使用它的子類鸭津，有三種方式：

  1. 使用子類NSInvocationOperation

  2. 使用子類NSBlockOperation

  3. 定義繼承自NSOperation的子類，通過實現(xiàn)內(nèi)部相應(yīng)的方法來封裝任務(wù)肠缨。

No.2：NSOperation的三種創(chuàng)建方式

  • NSInvocationOperation的使用

創(chuàng)建NSInvocationOperation對象并關(guān)聯(lián)方法逆趋，之后start。

`- (void)testNSInvocationOperation {`

`// 創(chuàng)建NSInvocationOperation`

`NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperation) object:nil];`

`// 開始執(zhí)行操作`

`[invocationOperation start];`

`}`

`- (void)invocationOperation {`

`NSLog(@``"NSInvocationOperation包含的任務(wù)晒奕，沒有加入隊列========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

打印結(jié)果如下闻书，得到結(jié)論：程序在主線程執(zhí)行，沒有開啟新線程脑慧。

這是因為NSOperation多線程的使用需要配合隊列NSOperationQueue魄眉，后面會講到NSOperationQueue的使用。

`NSInvocationOperation包含的任務(wù)闷袒，沒有加入隊列========{number = 1, name = main}`
  • NSBlockOperation的使用

把任務(wù)放到NSBlockOperation的block中坑律，然后start。


`- (void)testNSBlockOperation {`

`// 把任務(wù)放到block中`

`NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{`

`NSLog(@``"NSBlockOperation包含的任務(wù)囊骤，沒有加入隊列========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}];`

`[blockOperation start];`

`}`

執(zhí)行結(jié)果如下晃择，可以看出：主線程執(zhí)行冀值，沒有開啟新線程。

同樣的宫屠，NSBlockOperation可以配合隊列NSOperationQueue來實現(xiàn)多線程列疗。

`NSBlockOperation包含的任務(wù)，沒有加入隊列========{number = ``1``, name = main}`

但是NSBlockOperation有一個方法addExecutionBlock:浪蹂，通過這個方法可以讓NSBlockOperation實現(xiàn)多線程抵栈。

`- (void)testNSBlockOperationExecution {`

`NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{`

`NSLog(@``"NSBlockOperation運(yùn)用addExecutionBlock主任務(wù)========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}];`

`[blockOperation addExecutionBlock:^{`

`NSLog(@``"NSBlockOperation運(yùn)用addExecutionBlock方法添加任務(wù)1========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}];`

`[blockOperation addExecutionBlock:^{`

`NSLog(@``"NSBlockOperation運(yùn)用addExecutionBlock方法添加任務(wù)2========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}];`

`[blockOperation addExecutionBlock:^{`

`NSLog(@``"NSBlockOperation運(yùn)用addExecutionBlock方法添加任務(wù)3========%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}];`

`[blockOperation start];`

`}`

執(zhí)行結(jié)果如下，可以看出坤次，NSBlockOperation創(chuàng)建時block中的任務(wù)是在主線程執(zhí)行竭讳，而運(yùn)用addExecutionBlock加入的任務(wù)是在子線程執(zhí)行的。


`NSBlockOperation運(yùn)用addExecutionBlock========{number = 1, name = main}`

`addExecutionBlock方法添加任務(wù)1========{number = 3, name = (``null``)}`

`addExecutionBlock方法添加任務(wù)3========{number = 5, name = (``null``)}`

`addExecutionBlock方法添加任務(wù)2========{number = 4, name = (``null``)}`
  • 運(yùn)用繼承自NSOperation的子類

首先我們定義一個繼承自NSOperation的類浙踢，然后重寫它的main方法绢慢，之后就可以使用這個子類來進(jìn)行相關(guān)的操作了。


`/*******************"WHOperation.h"*************************/`

`#import @interface WHOperation : NSOperation`

`@end`

`/*******************"WHOperation.m"*************************/`

`#import "WHOperation.h"`

`@implementation WHOperation`

`- (void)main {`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"NSOperation的子類WHOperation======%@"``,[NSThread currentThread]);`

`}`

`}`

`@end`

`/*****************回到主控制器使用WHOperation**********************/`

`- (void)testWHOperation {`

`WHOperation *operation = [[WHOperation alloc] init];`

`[operation start];`

`}`

運(yùn)行結(jié)果如下洛波，依然是在主線程執(zhí)行胰舆。

`SOperation的子類WHOperation======{number = 1, name = main}`

`NSOperation的子類WHOperation======{number = 1, name = main}`

`NSOperation的子類WHOperation======{number = 1, name = main}`

所以，NSOperation是需要配合隊列NSOperationQueue來實現(xiàn)多線程的蹬挤。下面就來說一下隊列NSOperationQueue缚窿。

No.3：隊列NSOperationQueue

NSOperationQueue只有兩種隊列：主隊列、其他隊列焰扳。其他隊列包含了串行和并發(fā)倦零。

主隊列的創(chuàng)建如下，主隊列上的任務(wù)是在主線程執(zhí)行的吨悍。

`NSOperationQueue *mainQueue = [NSOperationQueue mainQueue];`

其他隊列（非主隊列）的創(chuàng)建如下扫茅，加入到‘非隊列’中的任務(wù)默認(rèn)就是并發(fā)，開啟多線程育瓜。

`NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];`

注意：

  1. 非主隊列（其他隊列）可以實現(xiàn)串行或并行葫隙。

  2. 隊列NSOperationQueue有一個參數(shù)叫做最大并發(fā)數(shù)：maxConcurrentOperationCount。

  3. maxConcurrentOperationCount默認(rèn)為-1躏仇，直接并發(fā)執(zhí)行恋脚，所以加入到‘非隊列’中的任務(wù)默認(rèn)就是并發(fā)，開啟多線程焰手。

  4. 當(dāng)maxConcurrentOperationCount為1時糟描，則表示不開線程，也就是串行书妻。

  5. 當(dāng)maxConcurrentOperationCount大于1時船响，進(jìn)行并發(fā)執(zhí)行。

  6. 系統(tǒng)對最大并發(fā)數(shù)有一個限制，所以即使程序員把maxConcurrentOperationCount設(shè)置的很大灿意，系統(tǒng)也會自動調(diào)整估灿。所以把最大并發(fā)數(shù)設(shè)置的很大是沒有意義的。

No.4：NSOperation + NSOperationQueue

把任務(wù)加入隊列缤剧，這才是NSOperation的常規(guī)使用方式馅袁。

  • addOperation添加任務(wù)到隊列

先創(chuàng)建好任務(wù)，然后運(yùn)用- (void)addOperation:(NSOperation *)op 方法來吧任務(wù)添加到隊列中荒辕，示例代碼如下：

`- (void)testOperationQueue {`

`// 創(chuàng)建隊列汗销，默認(rèn)并發(fā)`

`NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];`

`// 創(chuàng)建操作，NSInvocationOperation`

`NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(invocationOperationAddOperation) object:nil];`

`// 創(chuàng)建操作抵窒，NSBlockOperation`

`NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"addOperation把任務(wù)添加到隊列======%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

`}];`

`[queue addOperation:invocationOperation];`

`[queue addOperation:blockOperation];`

`}`

`- (void)invocationOperationAddOperation {`

`NSLog(@``"invocationOperation===aaddOperation把任務(wù)添加到隊列====%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

運(yùn)行結(jié)果如下弛针，可以看出，任務(wù)都是在子線程執(zhí)行的李皇，開啟了新線程削茁！

`invocationOperation===addOperation把任務(wù)添加到隊列===={number = 4, name = (``null``)}`

`addOperation把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperation把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperation把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`
  • addOperationWithBlock添加任務(wù)到隊列

這是一個更方便的把任務(wù)添加到隊列的方法，直接把任務(wù)寫在block中掉房，添加到任務(wù)中茧跋。

`- (void)testAddOperationWithBlock {`

`// 創(chuàng)建隊列，默認(rèn)并發(fā)`

`NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];`

`// 添加操作到隊列`

`[queue addOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列======%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

`}];`

`}`

運(yùn)行結(jié)果如下卓囚，任務(wù)確實是在子線程中執(zhí)行瘾杭。

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列======{number = 3, name = (``null``)}`
  • 運(yùn)用最大并發(fā)數(shù)實現(xiàn)串行

上面已經(jīng)說過，可以運(yùn)用隊列的屬性maxConcurrentOperationCount（最大并發(fā)數(shù)）來實現(xiàn)串行哪亿，值需要把它設(shè)置為1就可以了粥烁，下面我們通過代碼驗證一下。

`- (void)testMaxConcurrentOperationCount {`

`// 創(chuàng)建隊列蝇棉，默認(rèn)并發(fā)`

`NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];`

`// 最大并發(fā)數(shù)為1讨阻，串行`

`queue.maxConcurrentOperationCount = 1;`

`// 最大并發(fā)數(shù)為2，并發(fā)`

`//    queue.maxConcurrentOperationCount = 2;`

`// 添加操作到隊列`

`[queue addOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列1======%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

`}];`

`// 添加操作到隊列`

`[queue addOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列2======%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

`}];`

`// 添加操作到隊列`

`[queue addOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列3======%@"``, [NSThread currentThread]);`

`}`

`}];`

`}`

運(yùn)行結(jié)果如下银萍，當(dāng)最大并發(fā)數(shù)為1的時候变勇，雖然開啟了線程，但是任務(wù)是順序執(zhí)行的贴唇，所以實現(xiàn)了串行。

你可以嘗試把上面的最大并發(fā)數(shù)變?yōu)?飞袋，會發(fā)現(xiàn)任務(wù)就變成了并發(fā)執(zhí)行戳气。

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列1======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列1======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列1======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列2======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列2======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列2======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列3======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列3======{number = 3, name = (``null``)}`

`addOperationWithBlock把任務(wù)添加到隊列3======{number = 3, name = (``null``)}`

No.5：NSOperation的其他操作

  • 取消隊列NSOperationQueue的所有操作，NSOperationQueue對象方法
`- (void)cancelAllOperations`
  • 取消NSOperation的某個操作巧鸭，NSOperation對象方法
`- (void)cancel`
  • 使隊列暫推磕或繼續(xù)
`// 暫停隊列`

`[queue setSuspended:YES];`
  • 判斷隊列是否暫停

`- (BOOL)isSuspended`

暫停和取消不是立刻取消當(dāng)前操作，而是等當(dāng)前的操作執(zhí)行完之后不再進(jìn)行新的操作。

No.6：NSOperation的操作依賴

NSOperation有一個非常好用的方法呀袱，就是操作依賴贸毕。可以從字面意思理解：某一個操作（operation2）依賴于另一個操作（operation1）夜赵，只有當(dāng)operation1執(zhí)行完畢明棍，才能執(zhí)行operation2，這時寇僧，就是操作依賴大顯身手的時候了摊腋。

`- (void)testAddDependency {`

`// 并發(fā)隊列`

`NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];`

`// 操作1`

`NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"operation1======%@"``, [NSThread  currentThread]);`

`}`

`}];`

`// 操作2`

`NSBlockOperation *operation2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{`

`NSLog(@``"****operation2依賴于operation1，只有當(dāng)operation1執(zhí)行完畢嘁傀，operation2才會執(zhí)行****"``);`

`for` `(int i = 0; i < 3; i++) {`

`NSLog(@``"operation2======%@"``, [NSThread  currentThread]);`

`}`

`}];`

`// 使操作2依賴于操作1`

`[operation2 addDependency:operation1];`

`// 把操作加入隊列`

`[queue addOperation:operation1];`

`[queue addOperation:operation2];`

`}`

運(yùn)行結(jié)果如下兴蒸，操作2總是在操作1之后執(zhí)行，成功驗證了上面的說法细办。

`operation1======{number = 3, name = (``null``)}`

`operation1======{number = 3, name = (``null``)}`

`operation1======{number = 3, name = (``null``)}`

`****operation2依賴于operation1橙凳，只有當(dāng)operation1執(zhí)行完畢，operation2才會執(zhí)行****`

`operation2======{number = 4, name = (``null``)}`

`operation2======{number = 4, name = (``null``)}`

`operation2======{number = 4, name = (``null``)}`

后記

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