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iOS多线程-02-GCD

作者：佚名      IOS开发编辑：admin      更新时间：2022-07-23

简介

  • GCD（Grand Center Dispatch）是Apple为多核的并行运算提出的解决方案，纯C语言
  • 更加适配多核处理器，且自动管理线程的生命周期，使用起来较为方便

  • GCD通过任务和队列实现多线程功能

    • 任务：描述所要执行的操作
    • 队列：用来存放所要执行的任务，队列中的任务遵循FIFO（First In First Out）原则

GCD的任务函数（是否开启新的线程）

  • 同步

    • 不具备开启新的线程的能力

    • 同步执行任务的函数

      • void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，Block类型

        • queue：任务队列
        • block（代码块）：所执行的任务

      • void dispatch_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函数类型（每个Block类型都对应一个函数类型）

        • queue：任务队列
        • context：传递给任务函数的参数
        • work（函数）：所执行的任务

    • 同步执行任务的其他函数（barrier），在前面的任务执行完毕它才执行，它后边的任务等它执行完毕才执行

      • void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，block类型

        • queue：任务队列，仅当该参数为并发队列时，该函数才有意义

      • dispatch_barrier_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函数类型

  • 异步

    • 具备开启新的线程的能力（需要将任务添加到并发队列中）

    • 异步执行任务的函数（参数意义与同步函数相同）

      • 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)

    • 异步执行任务的其他函数（barrier），在前面的任务执行完毕它才执行，它后边的任务等它执行完毕才执行（参数意义与同步函数相同）

      • 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的队列（任务的执行方式）

  • 并发队列

    • 开启多个线程，使队列中的多个任务并发执行（需要异步执行函数的配合）

  • 串行队列

    • 队列中的任务一个接一个顺序地执行

  • 队列的种类

    • 串行队列

      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

        • label：通常为0
        • attr：队列类型，DISPATCH_QUEUE_SERIAL

    • 并发队列

      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

        • label：通常为0
        • attr：队列类型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

    • 主队列（串行，只能在主线程中运行）

      • dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue(void)，获取主队列

    • 全局队列（并发）

      • dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)

任务与队列的组合

  • 同步函数

    • 同步函数主队列

      /**
- 运行在主线程主队列（未开启新的线程），主线程被卡死
- 原因：任务代码等待着当前函数执行完毕才能执行（当前函数正在执行且未执行完毕）；
	   当前函数等待着任务代码 执行完毕才能执行（当前任务正在执行且未执行完毕）；
	   相互等待，出现死锁
*/

//获取主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//添加任务到队列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务1代码
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务2代码
});

    • 同步函数串行队列

      /**
- 运行在主线程串行非主队列（未开启新的线程），任务串行执行
*/

//创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@QQ", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//添加任务到队列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务1代码
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务2代码
});

    • 同步函数并发队列

      /**
- 运行在非主线程并发队列（未开启新的线程），任务串行执行
*/

//获取全局队列（并发）
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//将任务加至队列
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务1代码
});
dispatch_sync(queue, ^{
    //任务2代码
});

  • 异步函数

    • 异步函数主队列

      /**
- 运行在主线程主队列（未开启新的线程），任务串行执行
*/

// 获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 将任务加入队列
dispatch_async(queue, ^{
    //任务1代码
});
dispatch_async(queue, ^{
    //任务2代码
});

    • 异步函数串行队列

      /**
- 运行在主函数串行非主队列（未开启新的线程），任务串行执行
*/

//创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//将任务加至队列
dispatch_async(queue, ^{
    //任务1代码
})
dispatch_async(queue, ^{
    //任务2代码
})

    • 异步函数并发队列

      /**
- 运行在非主线程并发队列（开启新的线程），任务并发执行
- 系统根据任务创建线程（无法确定任务执行在哪个线程）
*/

//获得全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//将任务加入队列
dispatch_async(queue, ^{
    //任务1代码
});
dispatch_async(queue, ^{
    //任务2代码
});

      线程之间的通信

  • 从主线程到子线程

    • 注意

      • 只有异步函数与并发队列的组合，才会开启新的线程，使任务并发执行
      • 通常使用异步函数将任务添加到并发队列中，来实现从主线程到子线程的通信

    • 实现代码

      dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
		//需要在子线程中执行的任务代码
	})

  • 从子线程到主线程

    • 注意

      • 主队列中的任务只能在主线程中执行
      • 通常使用异步/同步函数将任务添加到主队列中，来实现从子线程到主线程的通信

    • 实现代码

      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        //需要在主线程中执行的代码
    })

GCD的其他任务

  • 单次执行（通常用在单例模式的设计中）

    //定义一个标记
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //此处的代码只会被执行一次
});

  • 延迟执行

    /**
- 方法一（GCD）
*/
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    //此处的代码将延迟执行
});

/**
- 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：迭代执行的次数
	queue：任务队列
	block：迭代执行的代码
	size_t：用来定义当前迭代到第几次，需要自己添加，如在size_t后添加index索引，记录当前的迭代次数
*/

  • Barrier

    /**
- Barrier中的任务，只能在它前面的任务执行完毕才能执行
  Barrier后的任务，只能等到它执行完毕才能执行
- 要将队列添加到自己创建的并发队列中，否其功能等同于函数
  void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
*/
//创建队列（通常是自己创建的并发队列）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//将任务添加到队列
dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier前执行的任务代码
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
   //Barrier中的任务代码
});
dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier后执行的任务代码
});

  • 队列组

    //获取全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//添加任务到队列组
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    	//任务1代码
	});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    	//任务2代码
	});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
    	//任务3代码
    	/**
    	group组中的所有任务执行完毕在执行
    	若group为空，则立即执行
    	*/
});

GCD定时器

  • 实现原理

    • 创建一个DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER类型的dispatch source，并添加到dispatch queue，通过dispatch source来响应事件
    • 通过函数void dispatch_source_set_timer(dispatch_source_t source, dispatch_time_t start, uint64_t interval, uint64_t leeway)，来设置dispatch source的执行事件

  • 实现代码

    //获得队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
//创建一个定时器
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);

//设置定时器的各种属性(起止时间)
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);
//设置
dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);

//设置回调
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
    //定时器被触发时所要执行的代码
});

//开启定时器
dispatch_resume(self.timer);
//取消定时器
dispatch_cancel(self.timer);