IOS多线程编程
2015-12-01 15:39
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参考自
1. http://blog.csdn.net/qinlicang/article/details/42221585
2. http://blog.csdn.net/lengshengren/article/details/12905787
3. http://my.oschina.net/aofe/blog/270093
正在进行中的程序被称为进程,负责程序运行的内存分配,每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间.
线程:(主线程最大占1M的栈区空间,每条子线程最大占512K的栈区空间),线程是进程中一个独立的执行路径(控制单元);
一个进程中至少包含一条线程,即主线程; 可以将耗时的执行路径(如网络请求)放在其他线程中执行; 线程不能被杀掉,但是可以暂停/休眠一条线程.
GCD的基本思想就是将操作S放在队列S中去执行.
1> 操作使用Blocks定义;
2> 队列负责调度任务执行所在的线程以及具体的执行时间;
3> 队列的特点是先进先出(FIFO)的,新添加至队列的操作都会排在队尾.
提示:
GCD的函数都是以dispatch(分派/调度)开头的.
dispatch_queue_t
串行队列: 队列中的任务只会顺序执行;
dispatch_queue_t queue
= dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一个串行队列,队列中的block按照先进先出(FIFO)的顺序去执行,实际上为单线程执行。第一个参数是队列的名称,在调试程序时会非常有用,所有尽量不要重名了。
并行队列: 队列中的任务通常会并发执行.
dispatch_queue_t queue
= dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一个并发执行队列,block被分发到多个线程去执行
dispatch_async 异步操作,会并发执行,无法确定任务的执行顺序;
dispatch_sync 同步操作,会依次顺序执行,能够决定任务的执行顺序.
队列不是线程,也不表示对应的CPU.队列就是负责调度的.多线程技术的目的,就是为了在一个CPU上实现快速切换!
异步解决了线程堵塞,而并发则是在异步的基础上,提高了符合特性事件的处理时间效率
在串行队列中:
同步操作不会新建线程,操作顺序执行(没用!);
异步操作会新建线程,操作顺序执行(非常有用!) (应用场景:既不影响主线程,又需要顺序执行的操作).
在并行队列中:
同步操作不会新建线程,操作顺序执行;
异步操作会新建多个线程,操作无序执行(有用,容易出错),队列前如果有其他任务,会等待前面的任务完成之后再执行.应用场景:既不影响主线程,又不需要顺序执行的操作.
全局队列:
全局队列是系统的,直接拿过来(GET)用就可以,与并行对立类似,但调试时,无法确认操作所在队列.
dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //获得程序进程缺省产生的并发队列,可设定优先级来选择高、中、低三个优先级队列。由于是系统默认生成的,所以无法调用dispatch_resume()和dispatch_suspend()来控制执行继续或中断。需要注意的是,三个队列不代表三个线程,可能会有更多的线程。并发队列可以根据实际情况来自动产生合理的线程数,也可理解为dispatch队列实现了一个线程池的管理,对于程序逻辑是透明的。
官网文档解释说共有三个并发队列,但实际还有一个更低优先级的队列,设置优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode调试时可以观察到正在使用的各个dispatch队列
主队列:
每一个应用程序都对应唯一一个主队列,直接GET即可,在多线程开发中,使用主队列更新UI;
dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_main_queue(); //获得主线程的dispatch队列,实际是一个串行队列。同样无法控制主线程dispatch队列的执行继续或中断。
注意:
主队列中的操作都应该在主线程上顺序执行,不存在异步的概念.
如果把主线程中的操作看作是一个大的Block,那么除非主线程被用户杀掉,否则永远不会结束.所以主队列中添加的同步操作永远不会被执行,会死锁.
?
阻塞并行队列的执行,要求某一操作执行后再进行后续操作,如用户登录.
确保块代码之外的局部变量确实被修改.
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0f] 通常在多线程调试中用于模拟耗时操作,在发布的应用程序中,不要使用此方法!
无论什么队列和什么任务,线程的创建和回收都不需要程序员参与.线程的创建回收工作是由队列负责的.
iOS的三种多线程技术特点:
1.NSThread:(旧的)
1> 使用NSThread对象建立一个线程非常方便;
2> 但是!要使用NSThread管理多个线程非常困难,不推荐使用;
3> 技巧!使用[NSThread currentThread]跟踪任务所在线程,适用于这三种技术.
2.GCD---Grand Central Dispatch:
Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的较新的解决方法。在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出,并在最近引入到了iOS4.0。
1> 是基于C语言的底层API;
2> 用Block定义任务,使用起来非常灵活便捷;
3> 提供了更多的控制能力以及操作队列中所不能使用的底层函数.
3.NSOperation/NSOperationQueue(AFN):
1> 是使用GCD实现的一套Objective-C的API;
2> 是面向对象的多线程技术;
3> 提供了一些在GCD中不容易实现的特性,如:限制最大并发数量,操作之间的依赖关系.
iOS的开发者需要了解三种多线程技术的基本使用,因为在实际开发中会根据实际情况选择不同的多线程技术.
1> NSOperationQueue(操作队列)是由GCD提供的队列模型的Cocoa抽象,是一套Objective-C的API;
2> GCD提供了更加底层的控制,而NSOperationQueue(操作队列)则在GCD之上实现了一些方便的功能,这些功能对开发者而言通常是最好最安全的选择.
NSOperationQueue有两种不同类型的队列:主队列和自定义队列.
主队列运行在主线程上,自定义队列在后台执行.
队列处理的任务是NSOperation的子类:NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation.
NSOperation的基本使用步骤:
定义操作队列 --> 定义操作 -->将操作添加到队列.
提示:
一旦将操作添加到队列,操作就会立即被调度执行.
1> 定义队列:
?
2> 操作调用的方法:
?
3> 定义操作并添加到队列:
?
提示:需要准备一个被调度的方法,并且能够接收一个参数.
定义操作并添加到队列:
?
NSBlockOperation比NSInvocationOperation更加灵活;
设置操作的依赖关系:
利用 " addDependency "可以指定操作之间彼此的依赖关系(执行先后顺序),但是注意不要出现循环依赖.
设置同时并发的线程数量:
?
从本质上看,操作队列的性能会比GCD略低,不过,大多数情况下这点负面影响可以忽略不计.操作队列是并发编程的首选工具.
在这里,推荐一个非常好用的第三方编程框架AFN,底层用GCD开发,开发的接口是NSOperation的,因此可以直接引用该网络库
声明和执行一个队列
如下会返回一个用户创建的队列:
dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.iphonedevblog.post", NULL);
其中,第一个参数是标识队列的,第二个参数是用来定义队列的参数(目前不支持,因此传入NULL)。
执行一个队列
如下会异步执行传入的代码:
dispatch_async(myQueue, ^{ [self doSomething]; });
其中,首先传入之前创建的队列,然后提供由队列运行的代码块。
从队列中在主线程运行代码
有些操作无法在异步队列运行,因此必须在主线程(每个应用都有一个)上运行。UI绘图以及任何对NSNotificationCenter的调用必须在主线程长进行。在另一个队列中访问主线程并运行代码的示例如下:
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ [self dismissLoginWindow]; });
注意,dispatch_suspend (以及dispatch_resume)在主线程上不起作用。
为了避免界面在处理耗时的操作时卡死,比如读取网络数据,IO,数据库读写等,我们会在另外一个线程中处理这些操作,然后通知主线程更新界面。
在功能实现中,如果不能保证UI代码运行在主线程中,那它可能就运行到其他地方去了,这样的话会出现几秒钟的延迟。
对于偶现或者必现的UI展示有延迟的情况,也可以尝试放在改队列操作中。
例如添加下面的代码可以让dismissal运行在主线程中:
用GCD实现这个流程的操作比前面介绍的NSThread NSOperation的方法都要简单。代码框架结构如下:
[cpp] view
plaincopy
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 耗时的操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 更新界面
});
});
如果这样还不清晰的话,那我们还是用上两篇博客中的下载图片为例子,代码如下:
[cpp] view
plaincopy
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];
NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
if (data != nil) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
}
});
实际编程经验告诉我们,尽可能避免使用dispatch_sync,嵌套使用时还容易引起程序死锁。
如果queue1是一个串行队列的话,这段代码立即产生死锁(开始和结束等待依赖):
dispatch_sync(queue1, ^{
dispatch_sync(queue1, ^{
......
});
......
});
不妨思考下,为什么下面代码也肯定死锁:(main queue也是串行队列)
dispatch_sync([b]dispatch_get_main_queue(), [b]^{[/b][/b]
......
});
那实际运用中,一般可以用dispatch这样来写,常见的网络请求数据多线程执行模型:
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//子线程中开始网络请求数据
//更新数据模型
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//在主线程中更新UI代码
});
});
程序的后台运行和UI更新代码紧凑,代码逻辑一目了然。
1. http://blog.csdn.net/qinlicang/article/details/42221585
2. http://blog.csdn.net/lengshengren/article/details/12905787
3. http://my.oschina.net/aofe/blog/270093
正在进行中的程序被称为进程,负责程序运行的内存分配,每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间.
线程:(主线程最大占1M的栈区空间,每条子线程最大占512K的栈区空间),线程是进程中一个独立的执行路径(控制单元);
一个进程中至少包含一条线程,即主线程; 可以将耗时的执行路径(如网络请求)放在其他线程中执行; 线程不能被杀掉,但是可以暂停/休眠一条线程.
GCD基本思想
GCD的基本思想就是将操作S放在队列S中去执行.1> 操作使用Blocks定义;
2> 队列负责调度任务执行所在的线程以及具体的执行时间;
3> 队列的特点是先进先出(FIFO)的,新添加至队列的操作都会排在队尾.
提示:
GCD的函数都是以dispatch(分派/调度)开头的.
队列:(串行和并行针对的是代码快的执行顺序而言)
dispatch_queue_t串行队列: 队列中的任务只会顺序执行;
dispatch_queue_t queue
= dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一个串行队列,队列中的block按照先进先出(FIFO)的顺序去执行,实际上为单线程执行。第一个参数是队列的名称,在调试程序时会非常有用,所有尽量不要重名了。
并行队列: 队列中的任务通常会并发执行.
dispatch_queue_t queue
= dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一个并发执行队列,block被分发到多个线程去执行
操作:(只要涉及异步操作就可能会创建多个线程)
dispatch_async 异步操作,会并发执行,无法确定任务的执行顺序;dispatch_sync 同步操作,会依次顺序执行,能够决定任务的执行顺序.
队列不是线程,也不表示对应的CPU.队列就是负责调度的.多线程技术的目的,就是为了在一个CPU上实现快速切换!
异步解决了线程堵塞,而并发则是在异步的基础上,提高了符合特性事件的处理时间效率
在串行队列中:
同步操作不会新建线程,操作顺序执行(没用!);
异步操作会新建线程,操作顺序执行(非常有用!) (应用场景:既不影响主线程,又需要顺序执行的操作).
在并行队列中:
同步操作不会新建线程,操作顺序执行;
异步操作会新建多个线程,操作无序执行(有用,容易出错),队列前如果有其他任务,会等待前面的任务完成之后再执行.应用场景:既不影响主线程,又不需要顺序执行的操作.
全局队列:
全局队列是系统的,直接拿过来(GET)用就可以,与并行对立类似,但调试时,无法确认操作所在队列.
dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //获得程序进程缺省产生的并发队列,可设定优先级来选择高、中、低三个优先级队列。由于是系统默认生成的,所以无法调用dispatch_resume()和dispatch_suspend()来控制执行继续或中断。需要注意的是,三个队列不代表三个线程,可能会有更多的线程。并发队列可以根据实际情况来自动产生合理的线程数,也可理解为dispatch队列实现了一个线程池的管理,对于程序逻辑是透明的。
官网文档解释说共有三个并发队列,但实际还有一个更低优先级的队列,设置优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode调试时可以观察到正在使用的各个dispatch队列
主队列:
每一个应用程序都对应唯一一个主队列,直接GET即可,在多线程开发中,使用主队列更新UI;
dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_main_queue(); //获得主线程的dispatch队列,实际是一个串行队列。同样无法控制主线程dispatch队列的执行继续或中断。
注意:
主队列中的操作都应该在主线程上顺序执行,不存在异步的概念.
如果把主线程中的操作看作是一个大的Block,那么除非主线程被用户杀掉,否则永远不会结束.所以主队列中添加的同步操作永远不会被执行,会死锁.
不同队列中嵌套同步操作dispatch_sync的结果:
?
同步操作dispatch_sync的应用场景:
阻塞并行队列的执行,要求某一操作执行后再进行后续操作,如用户登录.确保块代码之外的局部变量确实被修改.
[NSThread sleepForTimeInterval:2.0f] 通常在多线程调试中用于模拟耗时操作,在发布的应用程序中,不要使用此方法!
无论什么队列和什么任务,线程的创建和回收都不需要程序员参与.线程的创建回收工作是由队列负责的.
iOS的三种多线程技术特点:
1.NSThread:(旧的)
1> 使用NSThread对象建立一个线程非常方便;
2> 但是!要使用NSThread管理多个线程非常困难,不推荐使用;
3> 技巧!使用[NSThread currentThread]跟踪任务所在线程,适用于这三种技术.
2.GCD---Grand Central Dispatch:
Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的较新的解决方法。在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出,并在最近引入到了iOS4.0。
1> 是基于C语言的底层API;
2> 用Block定义任务,使用起来非常灵活便捷;
3> 提供了更多的控制能力以及操作队列中所不能使用的底层函数.
3.NSOperation/NSOperationQueue(AFN):
1> 是使用GCD实现的一套Objective-C的API;
2> 是面向对象的多线程技术;
3> 提供了一些在GCD中不容易实现的特性,如:限制最大并发数量,操作之间的依赖关系.
iOS的开发者需要了解三种多线程技术的基本使用,因为在实际开发中会根据实际情况选择不同的多线程技术.
简介:
1> NSOperationQueue(操作队列)是由GCD提供的队列模型的Cocoa抽象,是一套Objective-C的API;2> GCD提供了更加底层的控制,而NSOperationQueue(操作队列)则在GCD之上实现了一些方便的功能,这些功能对开发者而言通常是最好最安全的选择.
队列及操作:
NSOperationQueue有两种不同类型的队列:主队列和自定义队列.主队列运行在主线程上,自定义队列在后台执行.
队列处理的任务是NSOperation的子类:NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation.
NSOperation的基本使用步骤:
定义操作队列 --> 定义操作 -->将操作添加到队列.
提示:
一旦将操作添加到队列,操作就会立即被调度执行.
NSInvocationOperation(调度操作)
1> 定义队列:?
?
?
NSBlockOperation(块操作)
定义操作并添加到队列:?
设置操作的依赖关系:
利用 " addDependency "可以指定操作之间彼此的依赖关系(执行先后顺序),但是注意不要出现循环依赖.
设置同时并发的线程数量:
?
NSOperation小结:
从本质上看,操作队列的性能会比GCD略低,不过,大多数情况下这点负面影响可以忽略不计.操作队列是并发编程的首选工具.在这里,推荐一个非常好用的第三方编程框架AFN,底层用GCD开发,开发的接口是NSOperation的,因此可以直接引用该网络库
声明和执行一个队列
如下会返回一个用户创建的队列:
dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.iphonedevblog.post", NULL);
其中,第一个参数是标识队列的,第二个参数是用来定义队列的参数(目前不支持,因此传入NULL)。
执行一个队列
如下会异步执行传入的代码:
dispatch_async(myQueue, ^{ [self doSomething]; });
其中,首先传入之前创建的队列,然后提供由队列运行的代码块。
从队列中在主线程运行代码
有些操作无法在异步队列运行,因此必须在主线程(每个应用都有一个)上运行。UI绘图以及任何对NSNotificationCenter的调用必须在主线程长进行。在另一个队列中访问主线程并运行代码的示例如下:
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ [self dismissLoginWindow]; });
注意,dispatch_suspend (以及dispatch_resume)在主线程上不起作用。
常用的方法dispatch_async
为了避免界面在处理耗时的操作时卡死,比如读取网络数据,IO,数据库读写等,我们会在另外一个线程中处理这些操作,然后通知主线程更新界面。在功能实现中,如果不能保证UI代码运行在主线程中,那它可能就运行到其他地方去了,这样的话会出现几秒钟的延迟。
对于偶现或者必现的UI展示有延迟的情况,也可以尝试放在改队列操作中。
例如添加下面的代码可以让dismissal运行在主线程中:
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{[self presentViewController:UINavigationController对象 animated:YES completion:nil]});
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{[self dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil]
});
用GCD实现这个流程的操作比前面介绍的NSThread NSOperation的方法都要简单。代码框架结构如下:
[cpp] view
plaincopy
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 耗时的操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 更新界面
});
});
如果这样还不清晰的话,那我们还是用上两篇博客中的下载图片为例子,代码如下:
[cpp] view
plaincopy
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];
NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
if (data != nil) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
}
});
实际编程经验告诉我们,尽可能避免使用dispatch_sync,嵌套使用时还容易引起程序死锁。
如果queue1是一个串行队列的话,这段代码立即产生死锁(开始和结束等待依赖):
dispatch_sync(queue1, ^{
dispatch_sync(queue1, ^{
......
});
......
});
不妨思考下,为什么下面代码也肯定死锁:(main queue也是串行队列)
dispatch_sync([b]dispatch_get_main_queue(), [b]^{[/b][/b]
......
});
那实际运用中,一般可以用dispatch这样来写,常见的网络请求数据多线程执行模型:
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
//子线程中开始网络请求数据
//更新数据模型
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//在主线程中更新UI代码
});
});
程序的后台运行和UI更新代码紧凑,代码逻辑一目了然。
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