iOS多线程 - GCD

GCD 全称 Grand Central Dispatch，可翻译为『牛逼的中枢调度器』。GCD 是纯 C 语言，提供了非常强大的函数。

一、GCD 的优势

GCD 是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案

GCD 会自动利用更多的 CPU 内核（比如双核，四核）* GCD 会自动管理线程的生命周期（创建线程，调度任务，销毁线程）

程序只需要告诉 GCD 想要执行的任务，不需要编写任何线程管理代码。

二、任务和队列

GCD 中有 2 个核心概念

任务：执行什么操作

队列：用来存放任务

GCD 的使用就 2 个步骤

* 定制任务

确定想做的事情

*将任务添加到队列中

GCD 会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行。

任务的取出遵循队列的 FIFO 原则：先进先出，后进后出。

三、执行任务

GCD 中有 2 个用来执行任务的常用函数

* 用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

用异步的方式执行任务

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

同步和异步的区别

* 同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

* 异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

四、队列的类型

GCD 的队列可以分为 2 大类型

* 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）

可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）

并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

串行队列（Serial Dispatch Queue）

让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

五、容易混淆的术语

同步和异步主要影响：能不能开启新的线程

同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

并发和串行主要影响：任务的执行方式

并发：允许多个任务并发（同时）执行

串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务

六、并发队列

//创建一个并发队列
// label ：相当于队列的名字
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//将任务加入队列
dispatch_async(queue, ^{
NSLog("----%@", [NSThread currentThread]);
});

GCD 默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建

使用 dispatch_get_global_queue 函数获得全局的并发队列

dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
dispatch_queue_priority priority, //队列的优先级
unsigned long flags);  //次此数暂时无用，用 0 即可

*获得全局并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY, 0);

七、串行队列

GCD 中获得串行有 2 种途径

* 使用dispatch_queue_create 函数创建串行队列

//创建串行队列（队列类型传递 NULL 或者 DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("hrscy", NULL);

使用主队列（跟主线程相关联的队列）

主队列是 GCD 自带的一种特殊的串行队列

放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

使用 dispatch_get_main_queue() 获得主队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue()

八、GCD 线程间的通信

//比如下载代码
dispatch_async(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0, ^{
//执行耗时的异步操作
//图片的网络路径
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/logo_white_fe6da1ec.png"];
//加载图片
NSData *data = [NSData dataWithData:data];
//生成图片
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
//回到主线程
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
//回到主线程，执行 UI 刷新操作
self.imageView.image = image;
});
});

九、GCD 常用函数

1.执行任务

* GCD 中还有个用来执行任务的函数：

dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
//在前面任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

2.延时执行

iOS 常见的延时执行

调用 NSObject 的方法

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2 s 后再调用 self 的run 方法

使用 GCD 函数

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NESC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue() ,^{
//2 s 后异步执行这里的代码
});

使用 NSTimer

[NSTimer scheduledTimeWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];

一次性代码

使用 dispatch_once 函数能保证某级代码在程序运行过程中只执行一次

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
//只执行一次的代码（这里默认是线程安全的）
});

4.快速迭代

* 使用 dispatch_apply 函数进行快速迭代遍历

dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0) ,^(size_t index){
//执行 10 次代码，index 顺序不确定
});

5.队列组

有这么一种需求

1.首先，分别异步执行 2 个耗时的操作

2.其次，等 2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作

如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_DEFAULT, 0), ^{
//执行一个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
//等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});

十、单例模式

单例模式的作用

1.可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问

2.从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源

*单例模式的使用场合

在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化 1 次）

static id *_instance;
+(instancetype)allocWithZone:zone {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_instance = [super allocWithZone:zone];
});
}

+(instancetype)sharedDatabase {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_instance = [[super alloc] init];
});
}

提示：

alloc

内部会调用

allocWithZone:

。

上面的代码可以抽成一个宏，这样就不必每次创建模型的都写一次上面的代码了。新建一个名为 Singleton.h 的文件

//.h 文件
#define SingletonH +(instancetype)sharedInstance;

//.m 文件
#define SingletonM \
static id *_instance;\
\
+(instancetype)allocWithZone:zone {\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [super allocWithZone:zone];\
});\
}\
\
+(instancetype)sharedInstance{\
static dispatch_once_t onceToken;\
dispatch_once(&onceToken, ^{\
_instance = [[super alloc] init];\
});\
}

提示:只要加一个『\』就表示后面的也是上一行的;

『##』表示后面的内容可以替换。