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关于GCD同步组实现多个异步线程的同步执行中的注意点

2017-01-18 13:50 453 查看
在App开发中经常会遇到多个线程同时向服务器取数据, 如果每个线程取得数据后都去刷新UI会造成界面的闪烁

也有可能出现部分数据还没有获取完毕造成程序crash

之前在网上看到很多是利用
dispatch_group_async
dispatch_group_t
dispatch_group_notify
组合来实现的

比如这样:

将几个线程加入到group中, 然后利用group_notify来执行最后要做的动作

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"线程1");
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"线程2");
});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"线程3");
});

//创建一个group通知
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


运行结果:

2017-01-18 11:49:22.454 GCDDemo[1375:107838] 线程2
2017-01-18 11:49:22.454 GCDDemo[1375:107837] 线程3
2017-01-18 11:49:22.454 GCDDemo[1375:107840] 线程1
2017-01-18 11:49:22.454 GCDDemo[1375:107840] 结束


看起来是3个线程无序运行, 最后等全部线程结束后才执行group结束动作. 看样子都很正常

但如果3个线程为异步操作呢, 比如网络请求

我们用异步计数试试看

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程1");
});
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程2");
});
});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程3");
});
});

//创建一个group通知
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


运行结果为:

2017-01-18 13:31:57.610 GCDDemo[1528:138162] 结束
2017-01-18 13:31:57.621 GCDDemo[1528:138079] 线程1
2017-01-18 13:31:57.621 GCDDemo[1528:138079] 线程2
2017-01-18 13:31:57.622 GCDDemo[1528:138079] 线程3


看, 这样就出问题了 先运行了我们原本要等线程都完成后才执行的动作

那要如何解决这个问题呢?

正确的方法应该是以上三个函数再配合

dispatch_group_enter(group)
dispatch_group_leave(group)
两个函数一起来使用,这样才能实现我们想要的最终效果。

dispatch_group_enter(dispatch_group_t group)
参数group不能为空,在异步任务开始前调用。

它明确的表明了一个 block 被加入到了队列组group中,此时group中的任务的引用计数会加1
(类似于OC的内存管理)


dispatch_group_enter(group)
必须与
dispatch_group_leave(group)
配对使用,

它们可以在使用
dispatch_group_async
时帮助你合理的管理队列组中任务的引用计数的增加与减少。

dispatch_group_leave(dispatch_group_t group)
参数group不能为空,在异步任务成功返回后调用。

它明确的表明了队列组里的一个 block 已经执行完成,队列组中的任务的引用计数会减1,

它必须与
dispatch_group_enter(group)
配对使用,
dispatch_group_leave(group)
的调用次数不能多于
dispatch_group_enter(group)
的调用次数。

当队列组里的任务的引用计数等于0时,会调用
dispatch_group_notify
函数。

我们试试看, 注意红色字体代码

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
__blockdispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//group任务计数加3
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_enter(group);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程1");
//group任务计数减1
dispatch_group_leave(group);
});
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程2");
//group任务计数减1
dispatch_group_leave(group);
});
});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程3");
//group任务计数减1
dispatch_group_leave(group);
});
});

//创建一个group通知, 任务计数为0时自动调用
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


运行结果:

2017-01-18 13:46:59.988 GCDDemo[1564:144979] 线程1
2017-01-18 13:46:59.991 GCDDemo[1564:144979] 线程2
2017-01-18 13:46:59.991 GCDDemo[1564:144979] 线程3
2017-01-18 13:46:59.993 GCDDemo[1564:145035] 结束


这样就符合我们的预期了

还没结束, 不 上面的方法是可以正确的实现多线程同步了, 现在我们再看下另外一种解决办法

利用GCD信号量dispatch_semaphore_t来实现,

我们先看下什么是信号量

首先了解下信号量的几个方法

1.dispatch_semaphore_create(long value);
创建信号量,传入的value值要大于等于0,返回一个信号量
2.dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);
如果信号量的value值大于0,则会往下执行并将value的值减1,否则,阻碍当前线程并等待timeout后再往下执行。如果等待的期间desema的值被dispatch_semaphore_signal函数加1了,且该函数所处线程获得了信号量,那么就继续向下执行并将信号量减1。如果等待期间没有获取到信号量或者信号量的值一直为0,那么等到timeout时,其所处线程会自动往下执行。
3.dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);
返回值为long类型,当返回值为0时表示当前并没有线程等待其处理的信号量,其处理的信号量的值加1即可。当返回值不为0时,表示其当前有(一个或多个)线程等待其处理的信号量,并且该函数唤醒了一个等待的线程(当线程有优先级时,唤醒优先级最高的线程;否则随机唤醒)。


实现过程:

创建一个任务组dispatch_group

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();


将每个请求包装成一个任务异步提交到任务组里,每个任务在一开始创建一个信号量,value值为0,任务最后在网络请求完成前进行信号量的等待,如果网络请求完成,则调用 'dispatch_semaphore_signal(semaphore);'对信号值加1,则线程不再进行信号量的等待,继续往下执行。

当所有请求都完成时,会在dispatch_group_notify里的回调进行相应的处理。

我们上代码看看:

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
__blockdispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
__block dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//创建一个信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程1");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程2");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程3");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});

//创建一个group通知, 任务计数为0时自动调用
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


这样也实现了同步实现异步线程, 可能大家会有一个疑问, 不同线程之前的信号量是否会相互干扰呢,

或者说如果其中一个线程要耗费相当大的时间, 其他线程是否也会被阻塞呢,

我们来试验下, 给线程3多增加几个迭代, 然后在wait前后加上一下打印

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
__blockdispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
__block dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//创建一个信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程1");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程1等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程1完成");
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程2");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程2等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程2完成");

});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 100000; i ++) {
for (int i = 0; i < 100000; i ++) {

}
}
NSLog(@"线程3");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程3等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程3完成");
});

//创建一个group通知, 任务计数为0时自动调用
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


运行结果为:

2017-01-18 17:14:58.814 GCDDemo[1136:77412] 线程2等待
2017-01-18 17:14:58.814 GCDDemo[1136:77410] 线程1等待
2017-01-18 17:14:58.814 GCDDemo[1136:77409] 线程3等待
2017-01-18 17:14:58.823 GCDDemo[1136:77339] 线程1
2017-01-18 17:14:58.823 GCDDemo[1136:77339] 线程2
2017-01-18 17:14:58.823 GCDDemo[1136:77412] 线程2完成
2017-01-18 17:14:58.823 GCDDemo[1136:77410] 线程1完成
2017-01-18 17:15:17.793 GCDDemo[1136:77339] 线程3
2017-01-18 17:15:17.793 GCDDemo[1136:77409] 线程3完成
2017-01-18 17:15:17.794 GCDDemo[1136:77409] 结束


好像看起来线程1, 2没有受到线程3的影响

我们再增加线程3的耗时看看,

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 1000000; i ++) {
for (int i = 0; i < 1000000; i ++) {

}
}
NSLog(@"线程3");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程3等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程3完成");
});


我们多运行几次, 发现会出现这样的结果

2017-01-18 17:24:37.975 GCDDemo[1207:83821] 线程3等待
2017-01-18 17:24:37.975 GCDDemo[1207:83829] 线程2等待
2017-01-18 17:24:37.975 GCDDemo[1207:83818] 线程1等待
2017-01-18 17:24:37.984 GCDDemo[1207:83786] 线程1
2017-01-18 17:24:37.984 GCDDemo[1207:83786] 线程2
2017-01-18 17:24:37.984 GCDDemo[1207:83821] 线程3完成
2017-01-18 17:24:37.985 GCDDemo[1207:83829] 线程2完成


线程3先打印了执行完, 所以看不同线程去侦测同一个信号量的时候是会有干扰的, 但是还是会等全部线程执行结束后才会去执行notify动作

那给每一个线程分别创建一个信号量呢?

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

//创建一个group
__blockdispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//创建一个队列
__block dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//创建一个信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore3 = dispatch_semaphore_create(0);

//创建一个GCD线程1
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程1");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程1等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程1完成");
});

//创建一个GCD线程2
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 10000; i ++) {

}
NSLog(@"线程2");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程2等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程2完成");

});

//创建一个GCD线程3
dispatch_group_async(group, queue, ^{

//模拟异步耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
for (int i = 0; i < 1000000; i ++) {
for (int i = 0; i < 1000000; i ++) {

}
}
NSLog(@"线程3");
//完成迭代后, 增加信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
});

//在迭代完成之前, 信号量等待
NSLog(@"线程3等待");
dispatch_semaphore_wait(semaphore3, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"线程3完成");
});

//创建一个group通知, 任务计数为0时自动调用
dispatch_group_notify(group, queue, ^{

NSLog(@"结束");
});
}


多运行几次, 看起来每次都是只有线程3等待, 1, 2线程会自己正常完成

这样就OK了, 所以尽量每一个线程创建一个信号量, 避免相互干扰
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