IOS——多線程
##一、基本概念ios
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什麼是進程： 進程是在系統運行的一個程序，每一個進程之間是獨立的，每一個進程均運行在其專有且受保護的內存空間內。git
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什麼是線程： 一個進程想要執行任務，必須得有線程（至少一個線程），線程是進程的基本執行單位，一個進程的全部任務都必須在線程中執行。github
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線程的串行： 一個線程中任務的執行是串行的，若是要在一個線程中執行多個任務，只能一個一個的按順序執行編程
##二、多線程安全
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什麼是多線程：服務器
一個進程中能夠開啓多個線程，每一個線程能夠併發/並行執行不一樣的任務，多線程能夠提交程序的執行效率，好比同時執行任務ABC。多線程
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多線程原理：併發
同一時間，CPU只能執行一個線程，只有一個線程正在執行，多線程併發執行，實際上是CPU快速的在多個線程之間切換，若是CPU的切換線程的時間足夠快，就會形成多線程併發執行的假象。框架
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多線程的優缺點：異步
優勢： 1.能適當的提升程序的執行效率 2.能適當的提升資源的利用率 缺點： 1.開啓線程會佔用必定的內存空間（主線程1M，子線程0.5M），若是開啓過多的線程就會佔用大量的內存空間，下降程序的性能。 2.線程越多，CPU在調度線程上的開銷就越大。
##三、主線程
一個IOS程序運行之後，默認會開啓一個線程，這個線程就被稱爲主線程或（UI線程）。主線程的主要做用是顯示/刷新UI界面，處理UI事件（點擊，滾動，拖拽等）。
IOS中的多線程：
iOS中有四種多線程編程的技術:
1.Pthread (基本不會使用,線程的生命週期由咱們⾃己管理)
2.NSThread(每一個Thread對象對應⼀一個線程)(使⽤用得⽐比較少,線程的⽣生命週期由咱們⾃己管理)
3.NSOperation(面向對象的線程技術)(基於gcd來實現,常常使⽤,⽣命週期由系統管理)
4.GCD(是基於C語⾔言的框架,能夠充分利用多核,是蘋果推薦使⽤的多線程技術)(常用,生命週期由系統管理))
以上這四種編程⽅方式從上到下,抽象度層次是從低到高的,抽象度越高的使用越簡單,也是Apple最推薦使用的。可是就目前而言,iOS的開發者,須要瞭解三種多線程技術的基本使⽤用過程。由於不少 框架技術分別使用了不一樣多線程技術。
##四、NSThread
建立線程、執行下載任務，須要start手動開啓執行
NSThread *thread_A = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
thread_A.name = @"線程A";
啓動任務
[thread_A start];
阻塞線程，等待幾秒，是這個線程裏面的全部任務一塊兒阻塞
[NSThread sleepForTimeInterval:5];
阻塞到某個時間
[NSThread sleepUntilDate:[[NSDate date] dateByAddingTimeInterval:1000]];
方式二：指定任務直接執行不須要手動開啓 start
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run_A) toTarget:self withObject:nil];
取消進程
[thread_A cancel];
獲取當前線程信息
+ (NSThread *)currentThread;
獲取主線程信息
+ (NSThread *)mainThread;
ps：若是是有關UI更新的操做，在其它線程中處理完以後要回到主線程進行改變
##五、GCD
(GCD)是Apple開發的⼀個多核編程的解決⽅方法。該⽅方法在Mac OS X 10.6首次推出,並隨後被引入到了iOS4.0中。GCD是⼀個替代諸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技術的很高效和強大的技術。
###5.1 任務和隊列
在GCD中，加入了兩個很是重要的概念：任務和隊列。
任務：
即操做，你想要幹什麼，說白了就是一段代碼，在 GCD 中就是一個 Block，因此添加任務十分方便。
任務有兩種執行方式： 同步執行 和 異步執行，
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同步（sync） 和 異步（async） 的主要區別在於會不會阻塞當前線程，直到 Block 中的任務執行完畢！
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若是是 同步（sync） 操做，它會阻塞當前線程並等待 Block 中的任務執行完畢，而後當前線程纔會繼續往下運行。
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若是是 異步（async）操做，當前線程會直接往下執行，它不會阻塞當前線程。
隊列：
- 用於存聽任務。一共有兩種隊列， 串行隊列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL和 並行隊列DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT.
放到串行隊列的任務，GCD 會 FIFO（先進先出） 地取出來一個，執行一個，而後取下一個，這樣一個一個的執行。
放到並行隊列的任務，GCD 也會 FIFO的取出來，但不一樣的是，它取出來一個就會放到別的線程，而後再取出來一個又放到另外一個的線程。這樣因爲取的動做很快，忽略不計，看起來，全部的任務都是一塊兒執行的。不過須要注意，GCD 會根據系統資源控制並行的數量，因此若是任務不少，它並不會讓全部任務同時執行。
並行隊列 中的任務根據同步或異步有不一樣的執行方式。請看下錶：
| 主隊列 | 全局隊列 | 自定義串行隊列 | 自定義並行隊列 | |
|---|---|---|---|---|
| 同步 | 死鎖（一直卡主） | 在主線程中順序執行 | 在主線程中順序執行 | 在主線程中順序執行 |
| 異步 | 在主線程中順序執行 | 在其它線程中同時執行 | 在其它線程中順序執行 | 在其它線程中同時執行 |
###5.2 建立隊列
- 主隊列
這是一個特殊的串行隊列。它用於刷新UI，任何須要刷新UI的工做都要在主隊列執行，因此通常耗時的任務都要放到別的線程執行。
同步任務：dispatch_sync，會阻塞後面的任務，必需當前任務完成後才能執行下一個
主隊列中不能執行同步操做，否則會死鎖
異步執行：dispatch_async，不會阻塞後面的任務，任務會立刻返回下一個任務不須要等待，當這個任務完成後會通知主線程。 dispatch_get_main_queue() 獲取主隊列，主隊列中的任務都會在主線程中執行, 是一個串行隊列
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_D];
});
- 全局隊列
dispatch_get_global_queue() 全局隊列，是一個並行隊列，能夠將隊列中的任務放到不一樣的線程中執行
任務執行的優先級
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 最高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 中等（默認）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN 後臺執行
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[self run_A];
});
若是在並行隊列中同步執行任務，那麼這些任務都會在主線程中按順序執行，也就沒有併發性了。
- 自定義串行隊列
自定義的串行隊列中異步執行任務，隊列會把任務放到一個新的線程中按順序執行
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("串行隊列", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(serialQueue, ^{
[self run_A];
});
- 自定義的並行隊列
自定義的並行隊列中異步執行任務，隊列會把任務放到不一樣的線程中執行
ispatch_queue_t concurrentlQueue = dispatch_queue_create("並行隊列", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_sync(concurrentlQueue, ^{
[self run_A];
});
將更新UI的操做放到主隊列中
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imagView_1.image = image;
});
###5.3 隊列組
隊列組能夠將不少隊列添加到一個組裏，這樣作的好處是，當這個組裏全部的任務都執行完了，隊列組會經過一個方法通知咱們。
建立一個隊列組
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
建立隊列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("並行隊列", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_queue_t global = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
在group中異步執行任務,block中調用局部變量須要加__block
__block UIImage *image_1;
dispatch_group_async(group, queue, ^{
image_1 = [self downloadImage_one];
});
當group中的任務都執行完後，就會發送一個通知notify調用這個方法
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imagView_1.image = image_1;
});
###5.4 線程安全
一次執行，block中的代碼只能被執行一次，是線程保護的(同時只能一個線程訪問)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_B];
});
單例通常用這個 線程安全的單例建立
+ (instancetype)shareUser_GCD {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
user = [[self alloc] init];
});
return user;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
static User *user = nil;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
user = [super allocWithZone:zone];
});
return user;
}
延遲執行
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[self run_B];
});
##六、NSOperation和NSOperationQueue
NSOperation 是蘋果公司對 GCD 的封裝，徹底面向對象，因此使用起來更好理解。 NSOperation 和 NSOperationQueue 分別對應 GCD 的 任務 和 隊列 。操做步驟也很好理解：
1.將要執行的任務封裝到一個 NSOperation 對象中。 2.將此任務添加到一個 NSOperationQueue 對象中。
直接執行會在主線程中順序執行
NSInvocationOperation *opertaion_1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
啓動任務
[opertaion_1 start];
至少會有一個任務在主線程中執行，其餘任務會被放到其餘線程中執行
NSBlockOperation *opertion = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
[self run_A];
}];
[opertion addExecutionBlock:^{
[self run_B];
}];
[opertion addExecutionBlock:^{
[self run_C];
}];
[opertion start];
###6.1 NSInvocationOperation依賴關係
NSOperation 有一個很是實用的功能，那就是添加依賴。好比有 3 個任務：A: 從服務器上下載一張圖片，B：給這張圖片加個水印，C：把圖片返回給服務器。這時就能夠用到依賴
注意：
- 不能添加相互依賴，會死鎖，好比 A依賴B，B依賴A。
- 可使用 removeDependency 來解除依賴關係。
- 能夠在不一樣的隊列之間依賴，反正就是這個依賴是添加到任務身上的，和隊列不要緊。
NSInvocationOperation *opertaion_1 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_A) object:nil];
NSInvocationOperation *opertaion_2 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_B) object:nil];
NSInvocationOperation *opertaion_3 = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run_C) object:nil];
// 添加依賴，opertaion_1 ————》opertaion_2 ————》opertaion_3
// [opertaion_2 addDependency:opertaion_1];
// [opertaion_3 addDependency:opertaion_2];
在這裏就是opertaion_2會等opertaion_1執行完後再執行，後面以此類推
建立一個隊列，默認就是並行隊列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
設置當前最大的執行數，能夠控制是並行還串行，爲1時就是串行
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
將任務添加到隊列中任務就自動執行了
[queue addOperation:opertaion_1];
[queue addOperation:opertaion_2];
[queue addOperation:opertaion_3];
[queue addOperationWithBlock:^{
[self run_D];
}];
添加多個任務，而且能夠設置等待完成
[queue addOperations:@[opertaion_1,opertaion_2,opertaion_3] waitUntilFinished:YES];
取消全部的任務
[queue cancelAllOperations];
取消指定的任務
[opertaion_1 cancel];
獲取當前的隊列
[NSOperationQueue currentQueue];
獲取主隊列
[NSOperationQueue mainQueue];
###6.2 其它方法
以上就是一些主要方法, 下面還有一些經常使用方法：
NSOperation
BOOL executing;//判斷任務是否正在執行BOOL finished;//判斷任務是否完成void (^completionBlock)(void);//用來設置完成後須要執行的操做(void)cancel;//取消任務(void)waitUntilFinished;//阻塞當前線程直到此任務執行完 畢
NSOperationQueue
NSUInteger operationCount;//獲取隊列的任務數(void)cancelAllOperations;//取消隊列中全部的任務(void)waitUntilAllOperationsAreFinished;//阻塞當前線程直到此隊列中的全部任務執行完畢[queue setSuspended:YES];// 暫停queue[queue setSuspended:NO];// 繼續queue
##7 GCD和NSOperation的區別:
一、GCD的底層是用C來實現的,NSOperation底層從ios4開始也是⽤的GCD來實 現的;(底層實現)
二、在NSOperationQueue中,咱們能夠隨時取消已經設定要準備執⾏的任務(固然,已經開始的任務就⽆法阻⽌了),⽽GCD無法中止已經加入queue的block(實際上是有的,但須要許多複雜的代碼);(取消任務)
三、NSOperation可以⽅便地設置依賴關係,咱們可讓⼀個Operation依賴於另⼀個Operation,這樣的話儘管兩個Operation處於同⼀個並行隊列中,但前者會直到後者執行完畢後再執⾏;(依賴關係)
四、咱們能將KVO應⽤用在NSOperation中,能夠監聽一個Operation是否完成或取消,這樣子能⽐GCD更加有效地掌控咱們執⾏的後臺任務;(監放任務的執⾏狀況)
五、在NSOperation中,咱們可以設置NSOperation的priority優先級,可以使同⼀個並行隊列中的任務區分前後地執行,⽽在GCD中,咱們只能區分不一樣任務隊列的優先級,若是要區分block任務的優先級,也須要大量的複雜代碼;(優先級) 六、咱們可以對NSOperation進行繼承,在這之上添加成員變量與成員方法,提⾼整個代碼的復⽤度,這⽐簡單地將block任務排⼊執行隊列更有自由度,可以在其之上添加更多自定製的功能。(代碼複用)
Demo下載：
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- 2. iOS 多線程
- 3. iOS多線程
- 4. IOS 多線程
- 5. IOS多線程
- 6. iOS----------多線程
- 7. iOS多線程--多線程之『NSOperation』
- 8. iOS多線程（轉）
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