iOS多線程-02-GCD

時間  2019-11-10
標籤 ios 多線程 gcd 欄目 iOS 简体版
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簡介

  • GCD（Grand Center Dispatch）是Apple爲多核的並行運算提出的解決方案，純C語言
  • 更加適配多核處理器，且自動管理線程的生命週期，使用起來較爲方便
  • GCD經過任務和隊列實現多線程功能
    • 任務：描述所要執行的操做
    • 隊列：用來存放所要執行的任務，隊列中的任務遵循FIFO（First In First Out）原則

GCD的任務函數（是否開啓新的線程）

  • 同步
    • 不具有開啓新的線程的能力
    • 同步執行任務的函數
      • void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，Block類型
        • queue：任務隊列
        • block（代碼塊）：所執行的任務
      • void dispatch_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函數類型（每一個Block類型都對應一個函數類型）
        • queue：任務隊列
        • context：傳遞給任務函數的參數
        • work（函數）：所執行的任務
    • 同步執行任務的其餘函數（barrier），在前面的任務執行完畢它才執行，它後邊的任務等它執行完畢才執行
      • void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，block類型
        • queue：任務隊列，僅當該參數爲併發隊列時，該函數纔有意義
      • dispatch_barrier_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函數類型
  • 異步
    • 具有開啓新的線程的能力（須要將任務添加到併發隊列中）
    • 異步執行任務的函數（參數意義與同步函數相同）
      • void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      • void dispatch_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)
    • 異步執行任務的其餘函數（barrier），在前面的任務執行完畢它才執行，它後邊的任務等它執行完畢才執行（參數意義與同步函數相同）
      • void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      • void dispatch_barrier_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)

GCD的隊列（任務的執行方式）

  • 併發隊列
    • 開啓多個線程，使隊列中的多個任務併發執行（須要異步執行函數的配合）
  • 串行隊列
    • 隊列中的任務一個接一個順序地執行
  • 隊列的種類
    • 串行隊列
      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)
        • label：一般爲0
        • attr：隊列類型，DISPATCH_QUEUE_SERIAL
    • 併發隊列
      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)
        • label：一般爲0
        • attr：隊列類型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
    • 主隊列（串行，只能在主線程中運行）
      • dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue(void)，獲取主隊列
    • 全局隊列（併發）
      • dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)

任務與隊列的組合

  • 同步函數

    • 同步函數主隊列多線程

      /**
- 運行在主線程主隊列（未開啓新的線程），主線程被卡死
- 緣由：任務代碼等待着當前函數執行完畢才能執行（當前函數正在執行且未執行完畢）；
       當前函數等待着任務代碼 執行完畢才能執行（當前任務正在執行且未執行完畢）；
       相互等待，出現死鎖
*/

//獲取主隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//添加任務到隊列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務1代碼
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務2代碼
});

    • 同步函數串行隊列併發

      /**
- 運行在主線程串行非主隊列（未開啓新的線程），任務串行執行
*/

//建立串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//添加任務到隊列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務1代碼
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務2代碼
});

    • 同步函數併發隊列app

      /**
- 運行在非主線程併發隊列（未開啓新的線程），任務串行執行
*/

//獲取全局隊列（併發）
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//將任務加至隊列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務1代碼
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任務2代碼
});
  • 異步函數

    • 異步函數主隊列異步

      /**
- 運行在主線程主隊列（未開啓新的線程），任務串行執行
*/

// 得到主隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 將任務加入隊列
dispatch_async(queue, ^{
    //任務1代碼
});
dispatch_async(queue, ^{
    //任務2代碼
});

    • 異步函數串行隊列async

      /**
- 運行在主函數串行非主隊列（未開啓新的線程），任務串行執行
*/

//建立串行隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//將任務加至隊列
dispatch_async(queue, ^{
    //任務1代碼
})
dispatch_async(queue, ^{
    //任務2代碼
})

    • 異步函數併發隊列ide

      /**
- 運行在非主線程併發隊列（開啓新的線程），任務併發執行
- 系統根據任務建立線程（沒法肯定任務執行在哪一個線程）
*/

//得到全局併發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//將任務加入隊列
dispatch_async(queue, ^{
    //任務1代碼
});
dispatch_async(queue, ^{
    //任務2代碼
});

      線程之間的通訊

  • 從主線程到子線程
    • 注意
      • 只有異步函數與併發隊列的組合，纔會開啓新的線程，使任務併發執行
      • 一般使用異步函數將任務添加到併發隊列中，來實現從主線程到子線程的通訊

    • 實現代碼函數

      dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //須要在子線程中執行的任務代碼
    })
  • 從子線程到主線程
    • 注意
      • 主隊列中的任務只能在主線程中執行
      • 一般使用異步/同步函數將任務添加到主隊列中，來實現從子線程到主線程的通訊

    • 實現代碼ui

      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        //須要在主線程中執行的代碼
    })

GCD的其餘任務

  • 單次執行（一般用在單例模式的設計中）spa

    //定義一個標記
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //此處的代碼只會被執行一次
});

  • 延遲執行線程

    /**
- 方法一（GCD）
*/
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    //此處的代碼將延遲執行
});

/**
- 方法二（performSelector）
*/
[self performSelector:@selector(run) withObject:self afterDelay:2.0];

/**
- 方法三（NSTimer）
*/
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO]

  • 快速迭代

    void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t))
/**
    iterations：迭代執行的次數
    queue：任務隊列
    block：迭代執行的代碼
    size_t：用來定義當前迭代到第幾回，須要本身添加，如在size_t後添加index索引，記錄當前的迭代次數
*/

  • Barrier

    /**
- Barrier中的任務，只能在它前面的任務執行完畢才能執行
  Barrier後的任務，只能等到它執行完畢才能執行
- 要將隊列添加到本身建立的併發隊列中，否其功能等同於函數
  void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
*/
//建立隊列（一般是本身建立的併發隊列）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//將任務添加到隊列
dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier前執行的任務代碼
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
   //Barrier中的任務代碼
});
dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier後執行的任務代碼
});

  • 隊列組

    //獲取全局併發隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//建立隊列組
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//添加任務到隊列組
dispatch_group_async(group, queue, ^{
        //任務1代碼
    });
dispatch_group_async(group, queue, ^{
        //任務2代碼
    });
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        //任務3代碼
        /**
        group組中的全部任務執行完畢在執行
        若group爲空，則當即執行
        */
});

GCD定時器

  • 實現原理
    • 建立一個DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER類型的dispatch source，並添加到dispatch queue，經過dispatch source來響應事件
    • 經過函數void dispatch_source_set_timer(dispatch_source_t source, dispatch_time_t start, uint64_t interval, uint64_t leeway)，來設置dispatch source的執行事件

  • 實現代碼

    //得到隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//建立一個定時器
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

//設置定時器的各類屬性(起止時間)
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(8.0 * NSEC_PER_SEC));
uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);
//設置
dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);

//設置回調
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
    //定時器被觸發時所要執行的代碼
});

//開啓定時器
dispatch_resume(self.timer);
//取消定時器
dispatch_cancel(self.timer);
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