2017-07-28iOS開發(fā)

導(dǎo)語：在iOS中，多線程方案有四種：pthread沉眶、NSThread打却、NSOperation & NSOperationQueue 和 GCD杉适，但是開發(fā)中GCD使用得最多谎倔，本文主要總結(jié)一下我使用GCD的情況。

一猿推、GCD(Grand Central Dispatch)概述

1片习、基本概念

GCD允許程序將任務(wù)切分為多個(gè)單一任務(wù)，提交至Dispatch Queue蹬叭，然后系統(tǒng)調(diào)度線程藕咏，實(shí)現(xiàn)并發(fā)或者串行地執(zhí)行任務(wù)。GCD隱藏了內(nèi)部線程的調(diào)度秽五，開發(fā)者只需要關(guān)注創(chuàng)建或獲取隊(duì)列孽查，然后將Block追加到隊(duì)列中即可。

在iOS中有兩種隊(duì)列坦喘，分別是串行隊(duì)列和并發(fā)隊(duì)列

串行隊(duì)列：同一時(shí)間隊(duì)列中只有一個(gè)任務(wù)在執(zhí)行盲再，每個(gè)任務(wù)只有在前一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成后才能開始執(zhí)行。主隊(duì)列(通過dispatch_get_main_queue()獲取瓣铣，提交至主隊(duì)列的任務(wù)會在主線程中執(zhí)行) 就是串行隊(duì)列答朋，也可以使用dispatch_queue_create創(chuàng)建串行隊(duì)列。

串行隊(duì)列.png

并發(fā)隊(duì)列：這些任務(wù)會按照被添加的順序開始執(zhí)行棠笑。但是任意時(shí)刻有多個(gè)Block（任務(wù)）運(yùn)行梦碗，這個(gè)完全是取決于GCD。并發(fā)隊(duì)列可以使用dispatch_queue_create創(chuàng)建蓖救，也可以獲取進(jìn)程中的全局隊(duì)列洪规，全局隊(duì)列有：高、中（默認(rèn)）循捺、低三個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列斩例。可以調(diào)用dispatch_get_global_queue函數(shù)傳入相應(yīng)優(yōu)先級來訪問隊(duì)列巨柒。

并發(fā)隊(duì)列.png

同步執(zhí)行：阻塞當(dāng)前線程樱拴，直到當(dāng)前block中任務(wù)執(zhí)行完畢才返回柠衍。同步并不創(chuàng)建新線程。不能使用sync將任務(wù)添加到主隊(duì)列晶乔，這樣會造成死鎖珍坊。

異步執(zhí)行：不會阻塞當(dāng)前線程，函數(shù)會立即返回, block會在后臺異步執(zhí)行正罢；異步必定會開啟新線程阵漏。

說明1：有些博客中將并發(fā)隊(duì)列說成并行隊(duì)列，這是不對的翻具。因?yàn)?b>并行是多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生履怯，而并發(fā)是多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔發(fā)生；并行完全依賴處理器的核數(shù)裆泳。而并發(fā)才能充分的利用處理器的每一個(gè)核叹洲，以達(dá)到最高的處理性能。

說明2：隊(duì)列不等于線程工禾。 作為開發(fā)者的我們运提，只是將Block添加進(jìn)合適的GCD隊(duì)列，真正的線程的調(diào)度是由系統(tǒng)完成的闻葵；無論同步（sync）還是異步（async）向主隊(duì)列提交Block民泵，最終Block都是在主線程中執(zhí)行；同步（sync）往非主隊(duì)列中提交Block槽畔，會在當(dāng)前線程中執(zhí)行栈妆； 如果是異步（async）往非主隊(duì)列中提交Block，則會在分線程中執(zhí)行厢钧。

2鳞尔、串行隊(duì)列/并發(fā)隊(duì)列 和 同步/異步的組合 ( 重點(diǎn) )

有四種組合方式

1）串行隊(duì)列 + 同步組合（常用）

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.serial.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// ? ?dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.serial.queue", NULL);//dispatch_sync(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 同步:%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_sync(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 同步:%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_sync(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 同步:%@",[NSThread currentThread]);});

串行隊(duì)列 + 同步組合結(jié)果.png

說明1：串行隊(duì)列 （自己創(chuàng)建的串行線程）+ 同步組合下，不會新建線程坏快，依然在當(dāng)前線程上執(zhí)行任務(wù)铅檩。不可以在主線程中使用sync方法，會造成死鎖莽鸿。

說明2：比較常用昧旨，同步鎖的替代方法。

2）串行隊(duì)列 + 異步組合

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.serial.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// ? ?dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.serial.queue", NULL);//dispatch_async(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 異步:%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_async(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 異步:%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_async(serialQueue, ^{ ? ?NSLog(@"串行隊(duì)列 + 異步:%@",[NSThread currentThread]);});

串行隊(duì)列 + 異步組合結(jié)果.png

說明：串行隊(duì)列(無論是自己創(chuàng)建的祥得，還是獲取主隊(duì)列） + 異步組合下兔沃，會新建線程，但只開啟一條線程级及；

3）并發(fā)隊(duì)列 + 同步組合

dispatch_queue_tconcurrentQueue =dispatch_queue_create("com.concurrent.queue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_sync(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 同步1：%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_sync(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 同步2：%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_sync(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 同步3：%@",[NSThread currentThread]);});

并發(fā)隊(duì)列 + 同步組合結(jié)果.png

說明： 并發(fā)隊(duì)列(無論是自己創(chuàng)建的乒疏，還是獲取全局隊(duì)列) + 同步組合下，并沒有新建線程饮焦，任務(wù)依然在當(dāng)前線程上執(zhí)行怕吴。

4）并發(fā)隊(duì)列 + 異步組合（常用）

dispatch_queue_tconcurrentQueue =dispatch_queue_create("com.concurrent.queue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_async(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 異步：%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_async(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 異步：%@",[NSThread currentThread]);});dispatch_async(concurrentQueue,^{ ? ?NSLog(@"并發(fā)隊(duì)列 + 異步：%@",[NSThread currentThread]);});

并發(fā)隊(duì)列 + 異步組合結(jié)果.png

說明：并發(fā)隊(duì)列(無論是自己創(chuàng)建的窍侧，還是獲取全局隊(duì)列) + 異步組合下，會新建線程转绷，iOS 系統(tǒng)中可以開多條線程伟件。

同步異步

串行隊(duì)列1、不會新建線程议经，依然在當(dāng)前線程上執(zhí)行任務(wù)斧账；2、類似同步鎖煞肾，是同步鎖的替代方案1咧织、會新建線程，但只開啟一條線程籍救；2习绢、每次使用 dispatch_queue_create創(chuàng)建串行隊(duì)列，就會創(chuàng)建一條新線程钧忽；多次創(chuàng)建毯炮，會創(chuàng)建多條線程逼肯，多條線程間并發(fā)執(zhí)行耸黑。

并發(fā)隊(duì)列不會新建線程，依然在當(dāng)前線程上執(zhí)行任務(wù)1篮幢、會新建線程大刊，可以開多條線程；2三椿、iOS7-SDK 時(shí)代一般是5缺菌、6條， iOS8-SDK 以后可以50搜锰、60條

總結(jié)1：不可以在主線程中使用sync方法伴郁，否則會造成死鎖。

總結(jié)2：串行隊(duì)列 + 同步組合 可以替代同步鎖蛋叼；

總結(jié)3：為了提高效率焊傅，如多線程下載圖片等，并發(fā)隊(duì)列 + 異步比較常用狈涮。

二狐胎、GCD使用1：異步處理

dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);dispatch_async(globalQueue, ^{ ? ?// 一個(gè)異步的任務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)請求歌馍，耗時(shí)的文件操作等等 ? ?... ? ?dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ ? ? ? ?// UI刷新 或其他主線程操作 ? ? ? ?... ? ?});});

說明：該用法最常見握巢，如開啟一個(gè)異步的網(wǎng)絡(luò)請求，待數(shù)據(jù)返回后在主線程刷新UI等松却。

三暴浦、GCD使用2：單例

dispatch_once實(shí)現(xiàn)單例溅话，以實(shí)現(xiàn)QSAccountManager單例為例。源碼如下：

1歌焦、實(shí)現(xiàn)

//QSAccountManager.m@implementationQSAccountManagerstaticQSAccountManager *_shareManager =nil;+ (instancetype)shareManager{staticdispatch_once_tonce;dispatch_once(&once, ^{ ? ? ? ?_shareManager = [[selfalloc] init]; ? ?});return_shareManager;}+ (instancetype)allocWithZone:(struct_NSZone *)zone{staticdispatch_once_tonceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{ ? ? ? ?_shareManager = [superallocWithZone:zone]; ? ?});return_shareManager;}- (nonnullid)copyWithZone:(nullableNSZone*)zone{return_shareManager;}@end

說明1：dispatch_once函數(shù)中公荧，參數(shù)1是代碼塊是否被調(diào)用的謂詞，參數(shù)2是被調(diào)用的代碼塊同规。該函數(shù)中的代碼塊只會被執(zhí)行一次循狰，而且還是線程安全的。

說明2：要保證單例類只有一個(gè)唯一的實(shí)例券勺，還需要實(shí)現(xiàn)allocWithZone和copyWithZone方法绪钥，這保證使用init和copy方法返回也是唯一實(shí)例。

2关炼、使用

QSAccountManager *account1 = [QSAccountManagershareManager];QSAccountManager *account2 = [QSAccountManager new];QSAccountManager *account3 = [[QSAccountManager alloc]init];QSAccountManager *account4 = [account3 copy];NSLog(@"account1 = %@",account1);NSLog(@"account2 = %@",account2);NSLog(@"account3 = %@",account3);NSLog(@"account4 = %@",account4);

單例輸出結(jié)果.png

四程腹、GCD使用3：代替同步鎖

atomic的內(nèi)存管理語義是原子性的，僅保證了屬性的setter和getter方法是原子性的儒拂，但是執(zhí)行效率低寸潦，可以使用GCD實(shí)現(xiàn)。

@synchronized(self)同步塊機(jī)制社痛，會根據(jù)給定的對象见转，自動創(chuàng)建一個(gè)鎖，并等待塊中的代碼執(zhí)行完畢蒜哀，才釋放鎖斩箫。執(zhí)行效率低。

替代方案：將數(shù)據(jù)的讀取和寫放入串行同步隊(duì)列撵儿，保證數(shù)據(jù)同步乘客，線程安全。

替代方案：結(jié)合GCD的柵欄塊（barrier）和 ?并發(fā)隊(duì)列 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步淀歇，線程安全易核。（比串行同步隊(duì)列方式更高效）

1、代替atomic實(shí)現(xiàn)線程安全的setter和getter方法

//串行隊(duì)列_syncQueue = dispatch_queue_create("com.jzp.syncQueue",NULL);//假設(shè)屬性是someString- (NSString*)someString { ? ?__blockNSString*localSomeString;dispatch_sync(_syncQueue, ^{ ? ? ? ?localSomeString = _someString; ? ?});returnlocalSomeString;}- (void)setSomeString:(NSString*)someString {dispatch_sync(_syncQueue, ^{ ? ? ? ?_someString = someString; ? ?});}

2浪默、實(shí)現(xiàn)線程安全的NSMutableArray

主要依靠柵欄塊單獨(dú)執(zhí)行的特性牡直，在并發(fā)隊(duì)列中如果發(fā)現(xiàn)接下來要處理的塊是個(gè)欄柵塊，那么就一直等到當(dāng)前所有并發(fā)塊都執(zhí)行完畢浴鸿，才會單獨(dú)執(zhí)行這個(gè)欄柵塊井氢。待欄柵塊執(zhí)行過后，再按正常方式繼續(xù)向下處理岳链。

這部分實(shí)現(xiàn)詳見?iOS實(shí)錄12：NSMutableArray使用中忽視的問題中“一花竞、線程安全的NSMutableArray”。

說明：dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async只在自己創(chuàng)建的并發(fā)隊(duì)列上有效，在全局(Global)并發(fā)隊(duì)列约急、串行隊(duì)列上零远，效果跟dispatch_(a)sync效果一樣。

五厌蔽、GCD使用4：dispatch_group實(shí)現(xiàn)線程同步

1牵辣、簡單模式

dispatch_queue_tqueue= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);dispatch_group_tgroup= dispatch_group_create();dispatch_group_async(group,queue, ^{// 任務(wù)1});dispatch_group_async(group,queue, ^{// 任務(wù)2});// 等待group中多個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行完畢，會發(fā)出同步信號// 方式1（會阻塞當(dāng)前線程奴饮，group上任務(wù)都完成或超時(shí)等待就執(zhí)行）dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);// ...// 方式2（不會阻塞當(dāng)前線程,group上任務(wù)都完成纬向，執(zhí)行block中代碼）dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{// 任務(wù)完成后，在主隊(duì)列中做一些操作});

說明：將block(任務(wù))放入隊(duì)列中執(zhí)行戴卜，并和調(diào)度組 group相關(guān)聯(lián)逾条；如果提交到dispatch queue中的block全都執(zhí)行完畢，會執(zhí)行dispatch_group_notify中的block代碼; 或在group上任務(wù)完成前投剥，dispatch_group_wait會阻塞當(dāng)前線程(所以不能放在主線程調(diào)用)一直等待师脂；當(dāng)group上任務(wù)完成，或者等待時(shí)間超過設(shè)置的超時(shí)時(shí)間會結(jié)束等待江锨。

2吃警、多異步任務(wù)的同步

成對使用dispatch_group_enter和dispatch_group_leave，可以將異步任務(wù)加入group中啄育；

當(dāng)這些異步任務(wù)處理完成后酌心，dispatch_group_notify和dispatch_group_wait會收到同步信號；

異步任務(wù)如請求灸撰，通過該機(jī)制實(shí)現(xiàn)批量請求的處理谒府。

dispatch_group_t batch_request_group = dispatch_group_create();dispatch_group_enter(batch_request_group);[self.request1 startWithCompleteBlock:^(BOOLisSuccess,id_Nullable responseObj,NSString* _Nonnull errorDesc) {//TODO 數(shù)據(jù)解析....dispatch_group_leave(batch_request_group);}];dispatch_group_enter(batch_request_group);[self.request2 startWithCompleteBlock:^(BOOLisSuccess,id_Nullable responseObj,NSString* _Nonnull errorDesc) {//TODO 數(shù)據(jù)解析....dispatch_group_leave(batch_request_group);}];dispatch_group_enter(batch_request_group);[self.request3 startWithCompleteBlock:^(BOOLisSuccess,id_Nullable responseObj,NSString* _Nonnull errorDesc) {//TODO 數(shù)據(jù)解析....dispatch_group_leave(batch_request_group);}];dispatch_group_notify(batch_request_group, dispatch_get_main_queue(), ^{//三個(gè)請求都結(jié)束了，繼續(xù)處理});

六浮毯、GCD使用其他

1、dispatch_apply

按 指定的次數(shù) 將指定的Block追加到 指定的Dispatch Queue中, 并等到全部處理執(zhí)行結(jié)束泰鸡。有并行的運(yùn)行機(jī)制债蓝，效率一般快于for循環(huán)的類串行機(jī)制。

/** @param10指定重復(fù)次數(shù)盛龄，這里指定10次 @param gQueue 追加對象的Dispatch Queue @paramindex帶有參數(shù)的Block,index的作用是為了按執(zhí)行的順序區(qū)分各個(gè)Block */dispatch_apply(10, gQueue, ^(size_tindex) { ? ?NSLog(@"%zu",index);});

2饰迹、dispatch_after

延遲執(zhí)行

// NSEC_PER_SEC，每秒有多少納秒余舶。// USEC_PER_SEC啊鸭，每秒有多少毫秒。// NSEC_PER_USEC匿值，每毫秒有多少納秒赠制。// DISPATCH_TIME_NOW 從現(xiàn)在開始// DISPATCH_TIME_FOREVE 永久// time為5sdispatch_time_ttime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(5.0* NSEC_PER_SEC));dispatch_queue_tqueue= dispatch_get_main_queue();dispatch_after(time,queue, ^{// 在queue里面延遲執(zhí)行的一段代碼// ...});

3、小心死鎖

死鎖情況1：在主線程中使用sync方法

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{// 任務(wù)...});

死鎖情況2：在串行隊(duì)列添加同步任務(wù)挟憔；

// 在串行隊(duì)列添加同步任務(wù)dispatch_sync(serialQueue, ^{// 任務(wù)dispatch_sync(serialQueue, ^{// 任務(wù)});};