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iOS笔记_12_多线程
2016/11/8
科迅教育
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主线程

一个iOS程序运行后,默认会开启1条线程,称为“主线程”或“UI线程”(刷新UI界面最好在主线程中做,在子线程中可能会出现莫名其妙的BUG) 主线程的作用显示\刷新UI界面 处理UI事件(比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等) 注意点别将比较耗时的操作放到主线程中 耗时操作会卡住主线程,严重影响UI的流畅度,给用户一种“卡”的坏体验 iOS中多线程的实现方案
pthread(c语言,程序员管理)
一套通用的多线程API 适用于Unix\Linux\Windows等系统 跨平台\可移植 使用难度大 NSThread(oc语言,程序员管理)
使用更加面向对象 简单易用,可直接操作线程对象 GCD(c语言,自动管理)
旨在替代NSThread等线程技术 充分利用设备的多核 NSOperation(oc语言,自动管理)
基于GCD(底层是GCD) 比GCD多了一些更简单实用的功能 使用更加面向对象

NSThread

一个NSThread对象就代表一条线程 创建、启动线程
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<codeclass="hljs objectivec">NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];
// 线程一启动,就会在线程thread中执行self的run方法</code>
常见相关用法
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<codeclass="hljs objectivec">+ (NSThread *)mainThread;// 获得主线程
- (BOOL)isMainThread;// 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread;// 是否为主线程
 
// 获取当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];
 
// 线程的名字
- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;</code>
其他创建线程方式
优点:简单快捷 缺点:无法对线程进行更详细的设置
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<codeclass="hljs objectivec">// 创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
 
// 隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];</code>
控制线程的状态
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<codeclass="hljs objectivec">// 启动线程
- (void)start;
// 进入就绪状态 -> 运行状态。当线程任务执行完毕,自动进入死亡状态
 
// 阻塞(暂停)线程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 进入阻塞状态
 
// 强制停止线程
+ (void)exit;
// 进入死亡状态
// 注意:一旦线程停止(死亡)了,就不能再次开启任务</code>

互斥锁

互斥锁使用格式
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<codeclass="hljs scss">@synchronized(锁对象) {// 需要锁定的代码  }
// 注意:锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的</code>

原子和非原子属性

OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
atomic:原子属性,为setter方法加锁(默认就是atomic) nonatomic:非原子属性,不会为setter方法加锁 nonatomic和atomic对比
atomic:线程安全,需要消耗大量的资源 nonatomic:非线程安全,适合内存小的移动设备 iOS开发的建议
所有属性都声明为nonatomic 尽量避免多线程抢夺同一块资源 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理,减小移动客户端的压力

线程间的通信

什么叫做线程间通信
在1个进程中,线程往往不是孤立存在的,多个线程之间需要经常进行通信 线程间通信的体现
1个线程传递数据给另1个线程 在1个线程中执行完特定任务后,转到另1个线程继续执行任务 线程间通信常用方法
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<codeclass="hljs erlang">- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
 
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;</code>

GCD

本质及优点
全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器” 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) 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码 使用GCD的步骤
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 执行任务常用的函数
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<codeclass="hljs objectivec">// 用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// queue:队列
// block:任务
// 注意:使用sync函数往当前串行队列中添加任务,会卡住当前的串行队列。同步方式会阻塞当前队列。
 
 
// 用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
 
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 在前面的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
// 注意:这个queue不能是全局的并发队列</code>
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 队列的类型
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) 并发队列
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<codeclass="hljs lasso">// 创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("队列名称", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
// 第一个参数 const char *label 队列名称
// 第二个参数 dispatch_queue_attr_t attr 队列的类型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并发队列
 
// 获得全局的并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
// 第一个参数 dispatch_queue_priority_t priority 队列的优先级
// 第二个参数 unsigned long flags 此参数暂时无用,用0即可
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH2// 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT0// 默认(中)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)// 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN// 后台</code>
串行队列
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<codeclass="hljs objectivec">// 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("队列名称", NULL);
// 获得主队列,主队列也是串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();</code>
线程间的通信
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<codeclass="hljs r">// 从子线程回到主线程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{
    // 执行耗时的异步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主线程,执行UI刷新操作
        });
});</code>
延迟操作
iOS中延迟操作有3种
调用NSObject的方法 使用GCD函数 使用NSTimer
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<codeclass="hljs r">[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法
 
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0* NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后执行这里的代码...
});
 
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];</code>
一次性代码
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<codeclass="hljs objectivec">// 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
staticdispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});</code>
快速迭代
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<codeclass="hljs scss">// 使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0,0), ^(size_t index){
    // 执行10次代码,index顺序不确定
});</code>
队列组
可以满足的一种需求(当然也可以用依赖线程依赖实现,下文会提到)
首先:分别异步执行2个耗时的操作 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
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<codeclass="hljs r">dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{
    // 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{
    // 执行1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...
});</code>

单例模式

单例模式的作用
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 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) 实现步骤:
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<codeclass="hljs objectivec">// 在.m中保留一个全局的static的实例
staticid _instance;
 
// 重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全),alloc方法会调用allocWithZone:方法
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    staticdispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [superallocWithZone:zone];
    });
    return_instance;
}
// 提供1个类方法让外界访问唯一的实例
+ (instancetype)sharedInstance
{
    staticdispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return_instance;
}
// 实现copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return_instance;
}</code>

NSOperation

NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤
先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中 然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中 系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来 将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行 NSOperation是抽象类,使用NSOperation子类的方式有3种
NSInvocationOperation NSBlockOperation 自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的方法 NSInvocationOperation
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<codeclass="hljs objectivec">// 创建NSInvocationOperation对象
- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;
 
// 调用start方法开始执行操作
- (void)start;
// 一旦执行操作,就会调用target的sel方法
// 注意:默认情况下,调用了start方法后并不会开一条新线程去执行操作,而是在当前线程同步执行操作。只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中,才会异步执行操作</code>
NSBlockOperation
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<codeclass="hljs objectivec">// 创建NSBlockOperation对象
+ (id)blockOperationWithBlock:(void(^)(void))block;
 
// 通过addExecutionBlock:方法添加更多的操作
- (void)addExecutionBlock:(void(^)(void))block;
 
// 注意:只要NSBlockOperation封装的操作数 > 1,就会异步执行操作</code>
NSOperationQueue
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<codeclass="hljs erlang">// 添加操作到NSOperationQueue中
- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void(^)(void))block;</code>
相关操作
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<codeclass="hljs objectivec">// 设置最大并发数
- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;
- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;
 
// 取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations;
// 提示:也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作
 
// 暂停和恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b;// YES代表暂停队列,NO代表恢复队列
- (BOOL)isSuspended;</code>
操作依赖
NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序 可以在不同queue的NSOperation之间创建依赖关系
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<codeclass="hljs ini">[operationB addDependency:operationA];// 操作B依赖于操作A</code>
操作的监听
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<codeclass="hljs cs">// 可以监听一个操作的执行完毕
- (void(^)(void))completionBlock;
- (void)setCompletionBlock:(void(^)(void))block;</code>
自定义NSOperation
只需要重写- (void)main方法,在里面实现想执行的任务 注意点
自己创建自动释放池(因为如果是异步操作,无法访问主线程的自动释放池) 经常通过- (BOOL)isCancelled方法检测操作是否被取消,对取消做出响应

计算时间差

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<codeclass="hljs sql">NSDate *start = [NSDate date];
// 上下两句代码间放需要计算时间的程序
NSDate *end = [NSDate date];
NSLog(@"%f", [end timeIntervalSinceDate:start]);</code>
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<codeclass="hljs sql">CFTimeInterval begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
// 上下两句代码间放需要计算时间的程序
CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSLog(@"%f", end - begin);</code>

小结:

1、在GCD中,方法如果用异步函数可以开启子线程做事情,该方法中的程序会顺序执行到底,然后再返回去开启子线程执行内部的操作。如果是同步函数,则不能开启子线程,里面的同步函数只能一个一个执行下去。
2、如果在主队列中调用同步函数,容易造成死锁。

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