多线程 04---超级牛逼的GCD

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忘记NSThread中关于线程的所有概念吧,现在只需要知道两样东西,就能解决问题:任务,队列

1.基本概念:

1.什么是GCD

  • 全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器”
  • 纯C语言,提供了非常多强大的函数

2.GCD的优势

  1. GCD是苹果公司为多核并行运算提出的解决方案
  2. GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
  3. 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)
  4. 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

3.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:

  1. 定制任务:确定想做的事情

  2. 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

2.执行任务:

1.GCD中有2个用来执行任务的常用函数

1.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

2.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

3.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

2.队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型:

  1. 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

  2. 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)

3.容易混淆的术语

有4个术语比较容易混淆:同步、异步、并发、串行
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

3.创建队列

1.并发队列

使用dispatch_queue_create函数创建队列

dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

创建并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("blog.csdn.net/supersonico", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

2.全局的并发队列

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_t priority, // 队列的优先级 unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可

获得全局并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 

全局并发队列的优先级

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中) #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

3.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("com.520it.queue", 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();

4.各种队列的执行效果

这里写图片描述
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

4.线程间通信示例

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         }); });

5.其他操作

1.延时执行

//1.调用NSObject的方法 [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0]; // 2秒后再调用self的run方法  //2.使用GCD函数 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... });  //3.使用NSTimer [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO]; 

2.一次性代码

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

static dispatch_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) }); 

3.快速迭代

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 });
  • 第一个参数: 需要执行几次任务
  • 第二个参数: 队列
  • 第三个参数: 当前被执行到得任务的索引

4.队列组

有这么1种需求:

  • 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

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_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... });

实现:

-(void)dispatchGounp {     dispatch_group_t gounp = dispatch_group_create();     dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);     //1.下载第一个图片     dispatch_group_async(gounp, queue, ^{          NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/7/4/5/1_misakahina.jpg"];         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];         self.image1 = [UIImage imageWithData:data];     });     //2.下载第二个图片     dispatch_group_async(gounp, queue, ^{         NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/7/4/5/1_misakahina.jpg"];         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];         self.image2 = [UIImage imageWithData:data];     });     //3.将图片进行合并     dispatch_group_notify(gounp, queue, ^{          UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));          [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];         [self.image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];          UIImage* image =  UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();          UIGraphicsEndImageContext();         //4.回到主线程进行更新         dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{             self.imageView.image = image;         });      }); }

5.栅栏

   dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, ^(void)block)
  • 要想执行完前面所有的任务再执行barrier必须满足两个条件
    1. 所有任务都是在同一个队列中
    2. 队列不能是全局并行队列, 必须是自己创建的队列
    3. barrier方法之前添加的任务会先被执行, 只有等barrier方法之前添加的任务执行完毕, 才会执行barrier
    4. 而且如果是在barrier方法之后添加的任务, 必须等barrier方法执行完毕之后才会开始执行

    使用栅栏实现上面所说的例子:

    -(void)dispatchBiarrier {     //必须使用自定义队列     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("MR", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);      dispatch_async(queue, ^{         NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/7/4/5/1_misakahina.jpg"];         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];         self.image1 = [UIImage imageWithData:data];     });      dispatch_async(queue, ^{         NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/7/4/5/1_misakahina.jpg"];         NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];         self.image2 = [UIImage imageWithData:data];     });     dispatch_barrier_async(queue, ^{         UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));          [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];         [self.image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];          UIImage* image =  UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();         UIGraphicsEndImageContext();          dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{             self.imageView.image = image;         });     }); }

    6.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)

    1.ARC中,单例模式的实现

    1.在.m中保留一个全局的static的实例

    static id _instance;

    2.重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全)

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

    3.提供1个类方法让外界访问唯一的实例

    + (instancetype)sharedInstance {     return [[self alloc] init]; }

    4.实现copyWithZone:方法

    - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone {     // 因为copy方法必须通过实例对象调用, 所以可以直接返回_instance     return _instance; }

    5.实现mutableCopyWithZone

    - (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone { //  return [[self class] allocWithZone:zone];     return _instance; }

    2.在MRC中还要重写,关于内存管理的操作:

    - (oneway void)release { } - (instancetype)retain {     return _instance; } - (NSUInteger)retainCount {     return MAXFLOAT; }

    3.将单例模式的实现封装成宏定义:

    1.单例宏定义

     #define interfaceSingle(name)  + (instancetype)share##name  #if __has_feature(objc_arc) // 如果是ARC #define implementationSingle(name)  + (instancetype)share##name \ { \     return [[self alloc] init]; \ } \ static id _instance; \ + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone \ { \     static dispatch_once_t onceToken; \     dispatch_once(&onceToken, ^{ \         _instance = [super allocWithZone:zone]; \     }); \     return _instance; \ } \ - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone \ { \     return _instance; \ } \ - (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone \ { \     return _instance; \ } #else // 如果不是ARC #define implementationSingle(name)  + (instancetype)share##name \ { \ return [[self alloc] init]; \ } \ static id _instance; \ + (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone \ { \ static dispatch_once_t onceToken; \ dispatch_once(&onceToken, ^{ \ _instance = [super allocWithZone:zone]; \ }); \ return _instance; \ } \ - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone \ { \ return _instance; \ } \ - (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone \ { \ return _instance; \ }\ - (oneway void)release \ {} \ - (instancetype)retain \ { \     return _instance; \ } \ - (NSUInteger)retainCount \ { \     return MAXFLOAT; \ } #endif

    2.调用单例宏定义:
    在.h文件

    #import <Foundation/Foundation.h> #import "Single.h"  @interface Tools : NSObject<NSCopying, NSMutableCopying> interfaceSingle(Tools); @end

    在.m文件

    #import "Tools.h" @implementation Tools implementationSingle(Tools) @end 
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